無(wú)線室內(nèi)定位技術(shù)與系統(tǒng)的研究譯文

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1、無(wú)線室內(nèi)定位技術(shù)和系統(tǒng)的研究摘要-近年來(lái)無(wú)線定位系統(tǒng)變得非常流行,這些系統(tǒng)已經(jīng)成功的應(yīng)用在許多領(lǐng)域,例如資產(chǎn)跟蹤和庫(kù)存管理。本文概述了現(xiàn)有的無(wú)線室內(nèi)定位解決方法和嘗試為這些不同的技術(shù)和系統(tǒng)分類。有三種典型的定位方法:三角剖分,現(xiàn)場(chǎng)分析,近似分析。我們也要討論位置像指紋一樣精確,因?yàn)樗蠖鄶?shù)被應(yīng)用在電流系統(tǒng)和方法。然后我們測(cè)試出一組屬性,通過(guò)這些屬性對(duì)定位系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià),然后用這個(gè)評(píng)價(jià)的方法對(duì)現(xiàn)有的一些系統(tǒng)進(jìn)行研究。全面的屬性比較包括準(zhǔn)確性,精密性,復(fù)雜度,可擴(kuò)展性,堅(jiān)固性和所需要的成本。關(guān)鍵詞—室內(nèi)遙感定位,定位精確度,定位算法,射頻,無(wú)線定位。1.導(dǎo)言年來(lái)室內(nèi)傳感定位系統(tǒng)

2、已經(jīng)變得非常流行,這些系統(tǒng)提供了一個(gè)新的自動(dòng)化領(lǐng)域叫做對(duì)象的位置的自動(dòng)檢測(cè),現(xiàn)實(shí)生活依靠這種自動(dòng)化的應(yīng)用有很多。舉幾個(gè)例子,我們可以想下儲(chǔ)存在倉(cāng)庫(kù)的產(chǎn)品的定位,醫(yī)院中醫(yī)療人員和設(shè)備的定位,火災(zāi)中的大樓里消防隊(duì)員的定位,去大樓中尋找爆炸物的警犬的定位,和尋找分散在全廠的指定的維修工具與設(shè)備。室內(nèi)定位傳感系統(tǒng)的主要進(jìn)步在最近10年取得,所以,在這個(gè)領(lǐng)域的研究和商業(yè)產(chǎn)品都是新的,現(xiàn)在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的很多人都參與這個(gè)研究并且發(fā)展這個(gè)系統(tǒng)。本文的目的是給讀者一個(gè)無(wú)線定位傳感系統(tǒng)的室內(nèi)應(yīng)用的回顧。如有可能,本文比較了相關(guān)的技術(shù)和系統(tǒng),作者希望這篇文章給這些系統(tǒng)的研究者,使用者,改進(jìn)者

3、扮演一個(gè)引導(dǎo)者的角色。并且?guī)椭麄儼l(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題和未來(lái)的產(chǎn)品在這個(gè)新興的領(lǐng)域。近年來(lái)一個(gè)無(wú)線電系統(tǒng)的驚人的成長(zhǎng)出現(xiàn)了,無(wú)線技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到消費(fèi)者應(yīng)用的程度。例如醫(yī)療,工業(yè),公共安全,物流,運(yùn)輸系統(tǒng)以及許多其它應(yīng)用。自組織傳感網(wǎng)絡(luò),敏感位置計(jì)費(fèi),普適計(jì)算,信息服務(wù),跟蹤并引導(dǎo)在許多可能的應(yīng)用領(lǐng)域。由于無(wú)線信息是廣泛需要的,對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的精確位置有很高的要求,包括室內(nèi)外環(huán)境,確定位置的過(guò)程叫做位置傳感,定位或者無(wú)線電,如果它應(yīng)用了無(wú)線技術(shù)。不同的應(yīng)用可能需要不同類型的位置信息,本文討論的主要類型是物理位置,標(biāo)志位置,絕對(duì)位置,相對(duì)位置。物理位置用坐標(biāo)的形式表達(dá),可以在一個(gè)二維或

4、三維的地圖確定一個(gè)點(diǎn),廣泛使用坐標(biāo)系統(tǒng)是數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),和UTM系統(tǒng)。位置符號(hào)用自然語(yǔ)言的方式表達(dá)一個(gè)位置,例如在辦公室,在三樓的臥室等等,絕對(duì)位置所有的對(duì)象用一個(gè)共享的參考網(wǎng)絡(luò),相對(duì)位置取決于對(duì)象自己的框架和參考對(duì)象,相對(duì)位置的信息通?;诟浇囊阎膮⒖键c(diǎn)和基站。各種無(wú)線技術(shù)被應(yīng)用于無(wú)線室內(nèi)定位,可基于這些來(lái)分類,1:定位位置的算法,例如確定位置的方法,利用不同類型的信號(hào)測(cè)量的方法比如時(shí)間飛行,角度,和信號(hào)強(qiáng)度;2:物理層和位置傳感的基礎(chǔ)設(shè)施,無(wú)線技術(shù)被用于無(wú)線設(shè)備和固定設(shè)備的聯(lián)系,一般來(lái)說(shuō),測(cè)量涉及硬件組成的系統(tǒng)間的信號(hào)的傳送和接收,一個(gè)室內(nèi)定位系統(tǒng)最少包括2個(gè)分開(kāi)的

5、硬件組成部分:一個(gè)信號(hào)發(fā)射器和一個(gè)檢測(cè)單元,后者主要攜帶這個(gè)系統(tǒng)的主要部分“智能”。對(duì)于定位系統(tǒng)有四種不同的系統(tǒng)拓?fù)?,第一個(gè)就是遠(yuǎn)程定位系統(tǒng),它的信號(hào)反射器是移動(dòng)的,有幾個(gè)固定的檢測(cè)單元接收發(fā)射器的信號(hào),收集所有單元的檢測(cè)結(jié)果,然后在下一站計(jì)算出發(fā)射器的位置信息。第二個(gè)就是定位系統(tǒng)中檢測(cè)單位是移動(dòng)的,這些單位接收那些已知位置發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)。并且通過(guò)檢測(cè)的信號(hào)有能力計(jì)算出自己的位置。假如在一個(gè)定位系統(tǒng)中一個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈被提供,可以把檢測(cè)結(jié)果從自我定位檢測(cè)單元傳送到遠(yuǎn)程單位,這就是間接遠(yuǎn)程定位。這就是第三種遠(yuǎn)程拓?fù)?。假如檢測(cè)結(jié)果從遠(yuǎn)程單位傳送到移動(dòng)單元通過(guò)數(shù)據(jù)鏈,這種情況叫做

6、間接自我定位,這就是第四種系統(tǒng)拓?fù)?。這么幾個(gè)方面我們文章不同于以前的研究文章,與以前的研究文章相比較,我們文章重點(diǎn)在無(wú)線定位系統(tǒng)的室內(nèi)應(yīng)用,只是通過(guò)系統(tǒng)的普適計(jì)算對(duì)位置進(jìn)行一般性的描述,不解決不同類型的定位算法,特別是無(wú)線定位方法。同樣的,本文也提供一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)于無(wú)線技術(shù)室內(nèi)定位方法的概述,并且不會(huì)提供更加詳細(xì)的關(guān)于它們和室內(nèi)無(wú)線定位系統(tǒng)的行為基準(zhǔn)。本文發(fā)表的日期是2002,也是那時(shí)候起,幾個(gè)無(wú)線室內(nèi)定位系統(tǒng)和解決方法得到了發(fā)展。在本文中,我們呈現(xiàn)最新發(fā)展的系統(tǒng)或者解決方法和它們的位置計(jì)算。我們主要的目的對(duì)他們作一個(gè)定性的概述。如有可能,我們還會(huì)對(duì)這些系統(tǒng)和研究辦法進(jìn)行定

7、量的比較。二:檢測(cè)原理和定位算法在室內(nèi)為無(wú)線傳播建模是不容易的,因?yàn)閲?yán)重的多徑環(huán)境,得到可視路徑的低概率性,和特定的站點(diǎn)參數(shù),比如地板布局,移動(dòng)的物體,以及眾多的反射表面,目前沒(méi)有好的室內(nèi)無(wú)線多徑傳播模型。除了使用傳統(tǒng)的三角測(cè)量,用現(xiàn)場(chǎng)分析的定位算法或近似估計(jì),來(lái)減輕檢測(cè)的誤差。針對(duì)不同的應(yīng)用和設(shè)備,這三種算法有各自的優(yōu)勢(shì)和不足,因此,同時(shí)用一個(gè)或者更多以上的方法能得到更好的性能。A三角測(cè)量三角測(cè)量用三角形的幾何性質(zhì)來(lái)預(yù)測(cè)目標(biāo)的位置,有兩個(gè)因素,推導(dǎo)和角度,通過(guò)檢測(cè)物體與幾個(gè)參考點(diǎn)的距離估計(jì)位置。所以,它也被稱做范圍檢測(cè)技術(shù)。

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