我们提出DIY-IPS - 自己动手 - 室内定位系统，这是一个开源实时室内定位移动应用程序。DIY-IPS通过使用可用WiFi接入点的双波段RSSI指纹识别来检测用户的室内位置。该应用程序可以无需额外的基础设施费用即可实时检测用户的室内位置。我们发布了我们的应用程序作为开源，以节省其他研究人员的时间来重新创建它。该应用程序使研究人员/用户能够（1）使用地面真相标签收集室内定位数据集，（2）以更高的准确性或其他研究目的自定义应用程序（3）通过用地面真相实时测试测试修改方法的准确性。我们进行了初步实验，以证明应用程序的有效性。
translated by 谷歌翻译
基于智能体育场馆的各种无线指纹位置算法，提出了一种高精度和快速的室内位置算法改进了加权K-最近邻（I-WKNN）。为了满足体育场馆的复杂环境和高速抽样的需求，本文提出了用于离线和在线阶段的AP选择算法。基于智能场地信号强度分布的特性，提出了一种非对称高斯滤波器算法。本文介绍了定位算法在智能体育场系统中的应用，完成了体育场的数据采集和实时定位。与传统的WKNN和KNN算法相比，I-WKNN算法在指纹定位数据库处理中具有优势，环境噪声适应性，实时定位精度和定位速度等。实验结果表明，I-WKNN算法具有明显的优势定位复杂噪声环境中的精度和定位时间，并在智能体育场中具有明显的应用潜力。
translated by 谷歌翻译
在室内和GPS拒绝环境中的无线移动设备或机器人的本地化是一个难题，特别是在传统摄像机和基于LIDAR的替代感测和本地化模式可能失败的动态场景中。我们提出了一种用于估计移动机器人的位置与在环境中部署的静态无线传感器节点（WSN）相关的方法。该方法采用新的粒子滤波器，其使用在到达方向（DOA）估计的高斯概率与移动机器人的移动模型结合使用的高斯概率来更新其权重。通过广泛的模拟和公共现实世界测量数据集，在准确性和计算效率方面评估和验证所提出的方法，与标准的最先进的本地化方法相比。结果显示了通过高计算效率平衡的高仪表级定位精度，使其能够在线使用，而无需为基于典型指纹的定位算法中的专用离线阶段使用。
translated by 谷歌翻译
近年来，WiFi成为在室内找到一个人或设备的主要信息来源。将RSSI值作为具有已知位置的参考测量值（称为WiFi指纹打印），通常用于文献中出现的各种定位方法和算法中。但是，测量给定的WiFi指纹组之间的空间距离受到选择为地理空间距离建模的信号距离函数的选择。在这项研究中，作者提出了对机器学习的利用，以改善指纹之间的地理空间距离的估计。这项研究检查了从13个不同的开放数据集收集的数据，以提供广泛的表示，目的是用于任何室内环境中的通用模型。提出的新方法通过通过功能选择过程来检查一组常用的信号距离指标来提取数据特征，该过程包括特征分析和遗传算法。为了证明该研究的输出是独立的，所有模型均在培训和验证阶段在先前排除的数据集上进行了测试。最后，使用各种评估指标比较了各种机器学习算法，包括能够将测试床扩展到现实世界未经请求的数据集的能力。
translated by 谷歌翻译
基于机器学习的室内定位引起了学院和行业的越来越多的关注，因为可以从参考数据中提取有意义的信息。许多研究人员正在使用受监督，半监督和无监督的机器学习模型来减少定位错误并为最终用户提供可靠的解决方案。在本文中，我们通过结合卷积神经网络（CNN），长期记忆（LSTM）和生成对抗网络（GAN）来提出一种新的体系结构，以增加训练数据并提高位置准确性。在17个公共数据集中对受监督和无监督模型的建议组合进行了测试，从而对其性能进行了广泛的分析。结果，超过70％的定位误差已减少。
translated by 谷歌翻译
毫米波（MMWAVE）定位算法利用MMWAVE信号的准光传播，从而在接收器处产生稀疏角谱。基于角度的定位的几何方法通常需要了解环境的地图和接入点的位置。因此，若干作品求助于自动学习，以便从接收的MMWAVE信号的特性推断设备的位置。但是，为这些模型收集培训数据是一个重大负担。在这项工作中，我们提出了一个浅色神经网络模型，以便在室内本地化MMWAVE设备。该模型需要比文献中提出的更少的重量。因此，可以在资源受限的硬件中实现，并且需要更少的培训样本来汇聚。我们还建议通过从基于几何形状的MMWAVE定位算法检索（固有的不完美）位置估计来缓解培训数据收集工作。即使在这种情况下，我们的结果表明，所提出的神经网络也表现出与最先进的算法一样好或更好。
translated by 谷歌翻译
现在，基于视觉的本地化方法为来自机器人技术到辅助技术的无数用例提供了新出现的导航管道。与基于传感器的解决方案相比，基于视觉的定位不需要预安装的传感器基础架构，这是昂贵，耗时和/或通常不可行的。本文中，我们为特定用例提出了一个基于视觉的本地化管道：针对失明和低视力的最终用户的导航支持。给定最终用户在移动应用程序上拍摄的查询图像，该管道利用视觉位置识别（VPR）算法在目标空间的参考图像数据库中找到相似的图像。这些相似图像的地理位置用于采用加权平均方法来估计最终用户的位置和透视N点（PNP）算法的下游任务中，以估计最终用户的方向。此外，该系统实现了Dijkstra的算法，以根据包括Trip Origin和目的地的可通航地图计算最短路径。用于本地化和导航的层压映射是使用定制的图形用户界面构建的，该图形用户界面投影了3D重建的稀疏映射，从一系列图像构建到相应的先验2D楼平面图。用于地图构造的顺序图像可以在预映射步骤中收集，也可以通过公共数据库/公民科学清除。端到端系统可以使用带有自定义移动应用程序的相机安装在任何可互联网的设备上。出于评估目的，在复杂的医院环境中测试了映射和定位。评估结果表明，我们的系统可以以少于1米的平均误差来实现本地化，而无需了解摄像机的固有参数，例如焦距。
translated by 谷歌翻译
从户外移动到现代城市的室内生活方式越来越越来越大。大型购物中心，室内运动综合体，工厂和仓库的出现正在加速这种趋势。在这种环境中，室内本地化成为必要的服务之一，并且要部署的室内定位系统应该足够可扩展，以覆盖这些室内设施的预期扩展。室内定位最经济和实用的方法之一是Wi-Fi指纹识别，它使用移动设备（例如智能手机）利用广泛部署的Wi-Fi网络，而无需任何修改现有基础架构。传统的Wi-Fi指纹窗格依赖于复杂的数据预/后处理和耗时的手动参数调整。在本文中，我们使用Wi-Fi指纹识别基于经常性神经网络（RNN）提出了基于经常性神经网络（RNN）的分层多建筑和多层室内定位，无需复杂的数据预/后处理并且参数调谐较少。所提出的方案中的RNN以一般到特定的一个（例如，建筑物 - >楼层 - >位置）以顺序方式估计位置，以利用多建筑物和多层环境中定位的分层性质。 ujiindoorloc数据集的实验结果表明，所提出的方案分别估计建筑物和地板，分别具有100％和95.24％的精度，并提供了8.62米的三维定位误差，这优于现有的基于神经网络的基于深度基于神经网络的方案。
translated by 谷歌翻译
跌倒在不断增加的全球老龄化人口中非常普遍，可能会对他们的健康，福祉和生活质量产生各种负面影响，包括限制他们进行日常生活活动（ADL）的能力，这对于这对于对此至关重要，这对一个人的寄托。跌倒期间的及时协助是非常必要的，这涉及跟踪老年人在与ADL相关的多样化导航模式中的室内位置，以检测跌倒的精确位置。随着全球护理人员人数的减少，重要的是，智能生活环境的未来可以在ADL期间发现下降，同时能够跟踪老年人在现实世界中的室内位置。为了应对这些挑战，这项工作为环境辅助生活系统提出了一种具有成本效益和简单的设计范式，该系统可以在ADL期间捕获用户行为的多模式组成部分，这是在现实世界中同时以现实世界的方式执行秋季检测和室内定位所必需的。 。提出了来自现实世界实验的概念证明，以维护系统的有效工作。还提出了两项与先前作品的比较研究的发现，以维护这项工作的新颖性。第一个比较研究表明，在其软件设计和硬件设计的有效性方面，提出的系统在室内定位和跌倒检测领域中如何优于先前的验证领域。第二项比较研究表明，与这些领域的先前作品相比，该系统的开发成本最少，这些领域涉及下划线系统的现实开发，从而维护其具有成本效益的性质。
translated by 谷歌翻译
数据苛刻机器学习方法的扩散旨在利用基于规则的方法来扩大培训数据集的大小的方法的必要性。本文提出的指纹增强方案在线符合此概念，旨在增加用于训练定位模型的指纹数据集。该方法利用了以空间接近记录的指纹，以便执行指纹增强，从而创建结合原始特征的新指纹。构成新的增强指纹的建议方法是受到遗传算法的交叉和突变运算符的启发。 Proxyfaug方法旨在通过引入基于规则的，随机接近的指纹增强方法来提高指纹数据集的可实现定位精度。使用公共数据集在室外Sigfox设置中评估Proxyfaug的性能。在使用增强数据集的情况下，在中位误差和6％的中位误差和6％的最佳表现发布的定位方法得到了40％。结果分析表明，下误差四分位数的系统和显着性能改善，如中间误差的令人印象深刻的提高所示。
translated by 谷歌翻译
在室内运行的自主机器人和GPS拒绝的环境可以使用LIDAR进行大满贯。但是，由于循环闭合检测和计算负载以执行扫描匹配的挑战，在几何衰减的环境中，LIDAR的表现不佳。现有的WiFi基础架构可以用低硬件和计算成本来进行本地化和映射。然而，使用WiFi进行准确的姿势估计是具有挑战性的，因为由于信号传播的不可预测性，可以在同一位置测量不同的信号值。因此，我们介绍了WiFi指纹序列的使用量估计（即循环闭合）。这种方法利用移动机器人移动时获得的位置指纹的空间连贯性。这具有更好的校正探针流漂移的能力。该方法还结合了激光扫描，从而提高了大型和几何衰减环境的计算效率，同时保持LIDAR SLAM的准确性。我们在室内环境中进行了实验，以说明该方法的有效性。基于根平方误差（RMSE）评估结果，并在测试环境中达到了88m的精度。
translated by 谷歌翻译
失明和低视力（PBLV）的人在定位最终目的地或针对陌生环境中的特定物体时面临重大挑战。此外，除了最初定位和定位目标对象外，从目前的立场接近最终目标通常是令人沮丧和挑战，尤其是当人们摆脱最初的计划途径以避免障碍时。在本文中，我们开发了一种新颖的可穿戴导航解决方案，以为用户提供实时指导，以便在不熟悉的环境中有效地接近感兴趣的目标对象。我们的系统包含两个关键的视觉计算函数：在3D中以3D为中的初始目标对象定位以及对用户轨迹的连续估计，这既基于由用户胸部前面安装在用户胸前的低成本单眼相机捕获的2D视频。这些功能使系统能够提出初始导航路径，在用户移动时不断更新路径，并及时提供有关用户路径校正的建议。我们的实验表明，我们的系统能够以室外和室内的误差小于0.5米的误差操作。该系统完全基于视觉，并且不需要其他传感器进行导航，并且可以使用可穿戴系统中的Jetson处理器进行计算以促进实时导航辅助。
translated by 谷歌翻译
Efficient localization plays a vital role in many modern applications of Unmanned Ground Vehicles (UGV) and Unmanned aerial vehicles (UAVs), which would contribute to improved control, safety, power economy, etc. The ubiquitous 5G NR (New Radio) cellular network will provide new opportunities for enhancing localization of UAVs and UGVs. In this paper, we review the radio frequency (RF) based approaches for localization. We review the RF features that can be utilized for localization and investigate the current methods suitable for Unmanned vehicles under two general categories: range-based and fingerprinting. The existing state-of-the-art literature on RF-based localization for both UAVs and UGVs is examined, and the envisioned 5G NR for localization enhancement, and the future research direction are explored.
translated by 谷歌翻译
我们引入了一种新型技术和相关的高分辨率数据集，旨在精确评估基于无线信号的室内定位算法。该技术实现了基于增强的现实（AR）定位系统，该系统用于注释具有高精度位置数据的无线信号参数数据样本。我们在装饰有AR标记的区域中跟踪实用且低成本的可导航相机设置和蓝牙低能（BLE）信标的位置。我们通过使用冗余数字标记来最大程度地提高基于AR的本地化的性能。相机捕获的视频流经过一系列标记识别，子集选择和过滤操作，以产生高度精确的姿势估计。我们的结果表明，我们可以将AR定位系统的位置误差降低到0.05米以下的速率。然后，将位置数据用于注释BLE数据，这些数据由驻扎在环境中的传感器同时捕获，因此，构建具有接地真相的无线信号数据集，该数据集允许准确评估基于无线信号的本地化系统。
translated by 谷歌翻译
本文提出了一个多功能的跨学科框架，为个性化的环境辅助生活做出了四项科学贡献，其特定重点是满足智能生活环境未来各种衰老人群的不同和动态需求。首先，它提出了一种基于概率推理的数学方法，以对这些环境中多个用户的用户多样性产生的任何活动建模所有可能的用户交互形式。其次，它提出了一种系统，该系统将这种方法与机器学习方法一起使用，以建模单个用户配置文件和特定用户的用户交互，以检测每个特定用户的动态室内位置。第三，为了满足开发高度准确的室内本地化系统以增加信任，依赖和无缝的用户接受，该框架引入了一种新颖的方法，其中两种增强方法梯度增强和Adaboost算法都集成并用于基于决策树的基于决策树学习模型以执行室内定位。第四，该框架引入了两个新型功能，以在检测每个用户的特定地点的位置以及跟踪特定用户是否位于基于多层室内的特定空间区域内还是外部，以提供室内本地化的语义上下文。环境。这些新型框架的新功能是在与本地化相关的大数据数据集中测试的，这些数据集从18个不同的用户收集的数据集中，这些用户在3个建筑物中导航，该建筑物由5层和254个室内空间区域组成。结果表明，与对普通用户建模的传统方法相比，对每个特定用户建模的个性化AAL的这种室内定位方法始终达到更高的准确性。
translated by 谷歌翻译
无线环境地图（REM）后可用于增强各种通信和网络代理的性能的有力工具。然而，生成的REM是费力的任务，尤其是在复杂的3维（3D）环境，如在室内。为了解决这个问题，我们提出了自主发电室内的三维空间的细粒度的REM的系统。在该系统中，多个小室内无人飞行器（UAV）依次用于信号质量指示符的3D采样。所收集的读数是流线型为其训练机器学习（ML）系统，经过训练之后，该系统能够预测在未知的3D位置信号的质量。该系统能够自动和自主REM生成，并可以被直接部署在新的环境。此外，系统支持REM采样而不自干扰和是与技术无关，只要REM采样接收机设有合适的尺寸和重量要由无人机携带。在演示中，我们实例使用两种无人机系统设计和显示其来访72点的航点和收集数以千计的Wi-Fi数据样本的能力。我们的研究结果还包括ML系统的一个实例用于预测在不被无人机访问位置上的已知的Wi-Fi接入点（AP）的接收信号强度（RSS）。
translated by 谷歌翻译
当前的融合定位系统主要基于过滤算法，例如卡尔曼过滤或粒子过滤。但是，实际应用方案的系统复杂性通常很高，例如行人惯性导航系统中的噪声建模或指纹匹配和定位算法中的环境噪声建模。为了解决这个问题，本文提出了一个基于深度学习的融合定位系统，并提出了一种转移学习策略，以改善具有不同分布的样本的神经网络模型的性能。结果表明，在整个地板方案中，融合网络的平均定位精度为0.506米。转移学习的实验结果表明，惯性导航定位步骤大小和不同行人的旋转角的估计精度可以平均提高53.3％，可以将不同设备的蓝牙定位精度提高33.4％，并且融合可以提高。可以提高31.6％。
translated by 谷歌翻译
全球导航卫星系统通常在城市环境中表现较差，在城市环境中，设备和卫星之间的视线条件的可能性很低，因此需要替代的定位方法才能良好准确。我们提出了Locunet：用于本地化任务的卷积，端到端训练的神经网络，能够从少数基站（BSS）的接收信号强度（RSS）中估算用户的位置。在提出的方法中，要本地化的用户只需将测量的RSS报告给可能位于云中的中央处理单元。使用BSS和RSS测量值的Pathloss无线电图的估计，Locunet可以以最先进的精度定位用户，并在无线电图估计中享有高度鲁棒性。所提出的方法不需要对新环境进行预采样，并且适用于实时应用。此外，提供了两个新颖的数据集，可以在现实的城市环境中对RSS和TOA方法进行数值评估，并为研究社区公开提供。通过使用这些数据集，我们还提供了密集的城市场景中最先进的RSS和基于TOA的方法的公平比较，并以数值显示Locunet优于所有比较方法。
translated by 谷歌翻译
对不利环境中的行人无处不在的定位服务了很长的挑战。尽管深入学习的戏剧性进展，但多传感器深度测量系统却带来了高计算成本并随着时间的推移遭受累积漂移的错误。由于边缘设备的计算能力越来越多，我们通过在边缘与EKF（扩展卡尔曼滤波器） - 欧拉后端集成了最新的深径测量模型，提出了一种新的无处不在的定位解决方案。我们仔细比较并选择三个传感器模式，即惯性测量单元（IMU），毫米波（MMWAVE）雷达和热红外摄像机，并实现实时运行的深度内径推理引擎。提出了考虑精度，复杂性和边缘平台的深度径流的管道。我们设计一个Lora链接，用于定位数据回程，并将深度内径仪的聚合位置投影到全局框架中。我们发现简单的基于EKF的融合模块足以用于通用定位校准，具有超过34％的精度增长，针对任何独立的深径测量系统。不同环境的广泛测试验证了我们所提出的定位系统的效率和功效。
translated by 谷歌翻译
在室内定位中，信号波动是高度的依赖性。然而，信号不确定性是要指纹的无线电信号的一个关键且通常被忽略的尺寸。本文评论了概率定位的常用高斯过程（GP），并指出使用GP模拟信号指纹不确定性的缺陷。本文还提出了深度高斯进程（DGP）作为解决该问题的更具信息替代方案。通过模拟和现实收集的数据集评估DGP如何更好地测量信号指纹识别中的不确定性。
translated by 谷歌翻译