技術(shù)頻道

娓娓工業(yè)
您現(xiàn)在的位置: 中國傳動網(wǎng) > 技術(shù)頻道 > 技術(shù)百科 > 一種基于分布式TOA 多傳感器系統(tǒng)的三維目標定位方法

一種基于分布式TOA 多傳感器系統(tǒng)的三維目標定位方法

時間:2021-04-29 20:38:31來源:徐升團隊

導語:?中國科學院深圳先進技術(shù)研究院智能仿生研究中心徐升研究團隊在基于分布式 TOA 多傳感器系統(tǒng)的三維目標定位方法研究中取得進展。相應研究成果為“Xu S, Ou YS, Wu XY. Optimal sensor placement for 3-D time-of-arrival target localization [J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 2019, 67(19): 5018-5031( 三維目標定位中的分布式信號傳輸時間傳感器最優(yōu)分布策略研究 )”。

        在目標精確定位研究領域,如何采用分布式多傳感器系統(tǒng)精確定位靜態(tài)目標是一個重要的科學問題。該研究圍繞此問題, 對如何分布多個信號接收時間(Time-of-arrival,TOA) 傳感器位置來實現(xiàn)高精度定位單個靜態(tài)目標的問題展開研究。其中, TOA 傳感器可由多個無人機、無人艇等移動平臺搭載,而靜態(tài)目標可以是敵對雷達站、被困人員、水下信標等。因此,所提出方法應用領域涵蓋了軍事打擊、水下探索、民用搜救等。

  該研究首先采用 MATLAB 軟件結(jié)合基于梯度下降法編寫程序,將多個傳感器任意分散到三維空間中,并將目標位置設置在坐標原點。然后解算各個傳感器與目標之間的真實幾何相對關系。接著,以克拉美羅下界的跡 (tr(CRLB)) 為梯度法中的代價函數(shù),自動解算多個傳感器如何移動可以使得代價函數(shù)減小,并收斂到全局最小位置。最后,將獲得的最優(yōu)傳感器分布與理論值相對比,以驗證所提出方法的優(yōu)越性。此外,該研究還采用了實際估計策略進行驗證,將多個傳感器按照不同的幾何分布排布在不同的具體位置上,確定仿真中的具體量測噪聲方差,使用了最大似然估計算法,并采用了蒙特卡洛隨機進行重復計算,從而驗證所提出理論的有效性。

  實驗結(jié)果顯示,極大似然估計在實際估計問題中所求得最優(yōu)分布下的均方誤差與理論推導的結(jié)果基本一致。實驗示例中, 按照所提方法排布 N 個量測方差噪聲為 σ2 的 TOA 傳感器, 目標估計的最小均方差可以達到 9σ2/(4N),與文中首次提出的最佳精度理論的相關結(jié)論一致。

  所提出的方法可以快速評估 TOA 三維目標定位策略的最佳可達精度,并提供改善估計精度的傳感器分布策略。該方法可應用于軍事偵察,包括敵方雷達站、艦船、潛艇等目標的精確定位,也可用于無人機搜救、海上信標搜索、以及地下礦物探查等民用領域。

  

采用 3 個 TOA 傳感器時最佳幾何分布示例 ( 含俯視圖)

采用 3 個 TOA 傳感器時最佳幾何分布示例 ( 含俯視圖)


標簽:

點贊

分享到:

上一篇:介紹幾種讓芯片安全有所保障...

下一篇:一種基于分割的立體匹配視差...

中國傳動網(wǎng)版權(quán)與免責聲明:凡本網(wǎng)注明[來源:中國傳動網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權(quán)均為中國傳動網(wǎng)(www.wangxinlc.cn)獨家所有。如需轉(zhuǎn)載請與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個人轉(zhuǎn)載使用時須注明來源“中國傳動網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責任。

本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負版權(quán)法律責任。

網(wǎng)站簡介|會員服務|聯(lián)系方式|幫助信息|版權(quán)信息|網(wǎng)站地圖|友情鏈接|法律支持|意見反饋|sitemap

傳動網(wǎng)-工業(yè)自動化與智能制造的全媒體“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新服務平臺

網(wǎng)站客服服務咨詢采購咨詢媒體合作

Chuandong.com Copyright ?2005 - 2025 ,All Rights Reserved 深圳市奧美大唐廣告有限公司 版權(quán)所有
粵ICP備 14004826號 | 營業(yè)執(zhí)照證書 | 不良信息舉報中心 | 粵公網(wǎng)安備 44030402000946號