基于时差频差联合的道路行驶车辆定位算法研究
发布时间：2022-01-12 12:23
随着我国高速公路的通行流量呈直线上升的趋势,对公路上行驶的各类车辆的状态监控就显得尤为重要。如何加强对于行驶车辆的监测,尤其是对于危险物品运输车辆的监控,成为解决道路安全的一个突出问题,因而建立全面智能化公路交通监测系统就具有很大的实际意义。本课题来自北京联宇路通公司实际项目——智能车道感知系统,系统由高速公路沿线路侧基站、车载标签和多功能智能化处理平台组成。项目总体目标是采用专用超宽带高频短程通信技术与复杂目标定位算法结合,实现车路一体大带宽无线网络通信和高精度车辆定位,并以此为基础构建基于大数据的高速公路运营与服务智能化监管决策平台。本文主要研究对运动车辆定位的算法。首先对基于信号到达时间差定位算法的原理进行推算,提出了Chan算法和Taylor算法结合的方法求解时差定位方程组,并确定了定位所需的基站个数。然后分析了基于多普勒频率差定位算法的计算原理,对频差算法在实际应用环境下的定位效果进行仿真,得到了定位基站的分布模型和定位系统的适用车辆类型。最后提出了时差频差联合的定位算法,确定了联合定位算法的计算方式,并对算法仿真分析,得出算法最佳的项目应用场景。通过本文得到的算法在实际系统...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二维定位模型中时差定位原理图
图 2.3 当基站个数不同时 Chan 算法的性能(理想环境)Figure 2.3 Comparison of the positioning performance of Chan's algorithm widifferent number of base stations, in an ideal environment
Figure 2.4 Comparison of the positioning performance of Taylor algorithm withdifferent number of base stations, in an ideal environment同时图2.4仿真结果得出，Taylor算法的定位精度并不会因为基站数量的变化而产生大的波动。当基站的数量超过三个时，定位性能是最佳的，但是仍然比Chan算法的性能略低一些。(2) 算法在高斯理想环境中的性能比较图 2.5 是 TDOA 算法在高斯理想环境中，三种算法的定位精度分析结果图。模拟条件是假设有 4-7 个基站参与到 TDOA 测量中。定位基站均匀分布在定位范围内，仅考虑 TDOA 算法定位过程中产生的定位误差对仿真结果的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于约束加权最小二乘的多站无源定位[J]. 张杰,蒋建中,郭军利. 信号处理. 2015(01)
[2]基于UKF滤波的FDOA和TDOA联合定位跟踪算法[J]. 赵侃,漆德宁. 计算机技术与发展. 2012(05)
[3]一种引入目标运动速度的多站无源时差定位方法[J]. 田林洁,张国栋. 舰船电子工程. 2011(10)
[4]基于时差和频差的固定多站定位方法及分析[J]. 郭福成,李腾. 系统工程与电子技术. 2011(09)
[5]基于最小二乘和牛顿迭代法的空中目标定位[J]. 吕晶晶,姚金杰. 微电子学与计算机. 2011(09)
[6]基于粒子群和牛顿迭代法的目标定位方法研究[J]. 姚金杰,韩焱. 计算机应用研究. 2010(05)
[7]多普勒效应及其应用[J]. 刘立财. 科技创新导报. 2007(35)
[8]基于最小二乘法的牛顿迭代信源定位算法[J]. 刘利军,韩焱. 弹箭与制导学报. 2006(03)
[9]三站时差定位的精度分析与推算模型[J]. 陈永光,李昌锦,李修和. 电子学报. 2004(09)
[10]基于泰勒级数展开的蜂窝TDOA定位算法[J]. 熊瑾煜,王巍,朱中梁. 通信学报. 2004(04)
博士论文
[1]智慧高速公路交通检测器组合布设方法研究[D]. 展凤萍.东南大学 2017
硕士论文
[1]多普勒无源定位[D]. 于振海.西安电子科技大学 2007
[2]时差定位无源雷达的系统设计[D]. 刘月华.南京理工大学 2003
本文编号：3584767
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二维定位模型中时差定位原理图
图 2.3 当基站个数不同时 Chan 算法的性能(理想环境)Figure 2.3 Comparison of the positioning performance of Chan's algorithm widifferent number of base stations, in an ideal environment
Figure 2.4 Comparison of the positioning performance of Taylor algorithm withdifferent number of base stations, in an ideal environment同时图2.4仿真结果得出，Taylor算法的定位精度并不会因为基站数量的变化而产生大的波动。当基站的数量超过三个时，定位性能是最佳的，但是仍然比Chan算法的性能略低一些。(2) 算法在高斯理想环境中的性能比较图 2.5 是 TDOA 算法在高斯理想环境中，三种算法的定位精度分析结果图。模拟条件是假设有 4-7 个基站参与到 TDOA 测量中。定位基站均匀分布在定位范围内，仅考虑 TDOA 算法定位过程中产生的定位误差对仿真结果的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于约束加权最小二乘的多站无源定位[J]. 张杰,蒋建中,郭军利. 信号处理. 2015(01)
[2]基于UKF滤波的FDOA和TDOA联合定位跟踪算法[J]. 赵侃,漆德宁. 计算机技术与发展. 2012(05)
[3]一种引入目标运动速度的多站无源时差定位方法[J]. 田林洁,张国栋. 舰船电子工程. 2011(10)
[4]基于时差和频差的固定多站定位方法及分析[J]. 郭福成,李腾. 系统工程与电子技术. 2011(09)
[5]基于最小二乘和牛顿迭代法的空中目标定位[J]. 吕晶晶,姚金杰. 微电子学与计算机. 2011(09)
[6]基于粒子群和牛顿迭代法的目标定位方法研究[J]. 姚金杰,韩焱. 计算机应用研究. 2010(05)
[7]多普勒效应及其应用[J]. 刘立财. 科技创新导报. 2007(35)
[8]基于最小二乘法的牛顿迭代信源定位算法[J]. 刘利军,韩焱. 弹箭与制导学报. 2006(03)
[9]三站时差定位的精度分析与推算模型[J]. 陈永光,李昌锦,李修和. 电子学报. 2004(09)
[10]基于泰勒级数展开的蜂窝TDOA定位算法[J]. 熊瑾煜,王巍,朱中梁. 通信学报. 2004(04)
博士论文
[1]智慧高速公路交通检测器组合布设方法研究[D]. 展凤萍.东南大学 2017
硕士论文
[1]多普勒无源定位[D]. 于振海.西安电子科技大学 2007
[2]时差定位无源雷达的系统设计[D]. 刘月华.南京理工大学 2003
本文编号：3584767
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