基于无线胶囊的定位系统研究

发布时间：2021-01-06 02:55

　　解决无线胶囊内窥镜（Wireless Capsule Endoscopic,WCE）的定位问题是目前内窥镜的主要研究方向之一,而定位的精确度和其成本其关键。电磁定位方法在定位领域有着举足轻重的地位,它当中的一些方法非常适合求解复杂人体环境下的定位问题。电磁波传播建模领域是极其多样的,并且包括具有技术和哲学的许多方面。本文中所呈现的模型是那些我们认为的可用的,可能适合特定应用的最佳选择。为了准确地估计（构建）无线电信号传播衰减模型,特别是在人体的胃肠道内部,人体中的电波吸收表征被研究。这种表征提供了为人体内的物镜设计基于接收信号强度（Received Signal Strength,RSS）的定位系统的标准。本文提出了用于将内窥镜胶囊定位在人体内的RSS算法,目的是通过考虑身体内的损失来测量人皮肤上接收的电磁信号的功率来确定胶囊的位置。首先通过模拟结果证明算法的高精度,并通过尝试的多种的不同数目和阵列的信号接收天线排列形式得到了最合适的天线配置。之后为胶囊定位所需的克拉美-罗下限（Cramér-Rao Low Bound,CRLB）导出分析公式,距离和方位角测量被用于估计胶囊的位置信息。... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 引言
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外无线胶囊内窥镜的研究现状
        1.2.1 无线胶囊的内部结构及工作原理
    1.3 本文的主要贡献和内容安排
        1.3.1 本文主要贡献
        1.3.2 本文主要内容安排
    1.4 本章小结
第二章 体内电波传播模型
    2.1 电波传播技术
        2.1.1 视距传播
        2.1.2 非视距传播
    2.2 电波传播建模
        2.2.1 传播建模理论
        2.2.2 能量衰减估计
        2.2.3 传播模型
    2.3 本章小结
第三章 电磁定位方法
    3.1 电磁定位
        3.1.1 到达方向（DOA）和到达时间（TOA）技术
        3.1.2 射频识别（RFID）和接收信号强度（RSSI）技术
        3.1.3 其他电磁定位技术
    3.2 RSS算法
        3.2.1 信道模型建立
        3.2.2 仿真算法
        3.2.3 算法优点
    3.3 算法性能的评估
    3.4 本章小结
第四章 无线胶囊内窥镜定位的克拉美-罗下限
    4.1 克拉美-罗下限（CRLB）
    4.2 基于 2D的CRLB系统模型
        4.2.1 人体腹部路径损失模型
        4.2.2 仿真设置
    4.3 CRLB的三种场景
        4.3.1 阴影恒定的CRLB
        4.3.2 阴影依靠距离的CRLB
        4.3.3 阴影依靠距离和相关场景的CRLB
    4.4 本章小结
第五章 定位算法仿真
    5.1 改进的定位算法仿真
        5.1.1 MATLAB简介
        5.1.2 算法流程
        5.1.3 MATLAB仿真结果分析
    5.2 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 下一步工作展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
致谢



本文编号：2959797