定 價：128 元
叢書名：交通安全科學與技術學術著作叢書“十三五”國家重點出版物出版規(guī)劃項目
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- 作者：劉克中，陳默子，曾旭明，王克浩
- 出版時間：2023/9/1
- ISBN：9787030727305
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：U663.8
- 頁碼：260
- 紙張：
- 版次：31
- 開本：B5
隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術迅猛發(fā)展，智能船舶成為未來船舶發(fā)展的必然趨勢，而位置信息的有效感知正是船舶智能化技術應用的基礎和前提�；诜涸跓o線網(wǎng)絡的船舶艙室環(huán)境室內定位能為艙室智能監(jiān)測、人員貨物實時定位和異常事件檢測等智能化應用提供關鍵的物理地址標識。然而，由于船舶環(huán)境獨特的動態(tài)干擾性、結構復雜性、場景多變性等特征，現(xiàn)有定位技術的性能在船舶場景下會受到巨大的干擾。本書針對船舶動態(tài)環(huán)境下的室內目標定位問題，從船舶動態(tài)環(huán)境對室內定位信號影響機理研究入手，分析研究船舶動態(tài)環(huán)境多因素干擾對室內定位的干擾，運用深度學習等理論方法提出面向船舶動態(tài)環(huán)境的高精度、多目標、低部署成本的無線室內定位方法，使船舶室內定位系統(tǒng)具有在船舶環(huán)境下大范圍部署、長時間運行的潛力。
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目錄
“交通安全科學與技術學術著作叢書”序
前言
第1章船舶艙室環(huán)境定位與感知概述1
1.1船舶艙室智能感知需求1
1.2通用室內定位技術2
1.2.1室內定位原理3
1.2.2常用定位技術5
1.2.3室內定位模式7
1.3船舶室內定位與感知8
1.3.1船舶人員室內定位8
1.3.2敏感區(qū)域入侵檢測10
1.3.3駕駛員行為檢測11
參考文獻12
第2章船舶環(huán)境對無線室內定位的影響15
2.1船載無線自組織網(wǎng)絡15
2.1.1通用無線自組織網(wǎng)絡概述15
2.1.2船載無線自組織網(wǎng)絡特點17
2.1.3船載無線自組織網(wǎng)絡模型18
2.1.4船載無線自組織網(wǎng)絡節(jié)點部署方案22
2.2船舶環(huán)境無線信號傳輸特性23
2.2.1無線信號傳播特性23
2.2.2經(jīng)典無線信號衰減模型25
2.2.3船舶艙室無線信號傳播特性26
2.3船舶環(huán)境因素對無線定位信號的影響30
2.3.1船舶航行狀態(tài)對RSSI信號的影響31
2.3.2船舶內部結構對RSSI信號的影響33
2.3.3人員因素對定位信號穩(wěn)定性影響33
2.3.4船舶環(huán)境對無線室內定位的影響35
2.4小結37
參考文獻38
第3章基于ZigBee的船載傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位方法39
3.1基于區(qū)域分割的低代價節(jié)點定位方法39
3.1.1區(qū)域分割模型建立39
3.1.2區(qū)域分割容錯機制41
3.1.3區(qū)域分割定位方法44
3.1.4定位性能分析47
3.2基于位置指紋的高精度節(jié)點定位方法50
3.2.1空間位置指紋特征提取50
3.2.2時間位置指紋特征提取57
3.2.3時-空間指紋特征提取59
3.2.4基于支持向量機的位置指紋定位算法62
3.2.5位置指紋的SVM模型訓練64
3.2.6位置指紋的SVM定位測試分析66
3.3基于需求響應的多粒度節(jié)點定位方法68
3.3.1船舶環(huán)境下定位系統(tǒng)及需求分析69
3.3.2粗粒度定位算法72
3.3.3細粒度定位算法75
3.3.4多粒度定位算法測試81
3.4船載環(huán)境節(jié)點部署策略及優(yōu)化84
3.4.1問題分析84
3.4.2節(jié)點布置策略相關參數(shù)子區(qū)域個數(shù)86
3.4.3節(jié)點布置的優(yōu)化策略89
3.4.4節(jié)點布置優(yōu)化策略仿真實驗92
3.5小結93
參考文獻93
第4章基于Wi-Fi的被動式船舶室內人員定位方法95
4.1基于船速感知三維指紋庫的被動式人員定位方法95
4.1.1基于CSI指紋的被動式定位問題建模95
4.1.2船舶環(huán)境下基于CSI指紋的被動式定位面臨的挑戰(zhàn)97
4.1.3船舶環(huán)境下CSI指紋影響假設與驗證100
4.1.4船速感知三維指紋庫的構建與定位方法104
4.2基于有向菲涅耳特征的多目標人員定位方法110
4.2.1基于菲涅耳特征的被動式定位問題建模110
4.2.2基于菲涅耳特征的被動式定位在船舶環(huán)境中面臨的挑戰(zhàn)113
4.2.3基于有向菲涅耳特征的多目標人員感知與定位方法117
4.3基于Wi-Fi信號AoA的人員動態(tài)跟蹤方法126
4.3.1基于AoA的主動式定位問題建模126
4.3.2基于AoA的船舶環(huán)境室內定位方法129
4.3.3面向船舶動態(tài)環(huán)境的AoA定位方法133
4.4船舶艙室Wi-Fi定位平臺與性能評估136
4.4.1基于CSI指紋的被動式人員定位系統(tǒng)定位精度137
4.4.2基于菲涅耳區(qū)的多目標人員定位精度評估140
4.4.3基于Wi-Fi信號AoA的人員動態(tài)跟蹤系統(tǒng)精度評估144
4.5小結147
參考文獻148
第5章基于深度學習的船舶動態(tài)環(huán)境無線室內定位方法150
5.1基于遷移學習的船舶室內指紋特征遷移方法150
5.1.1船舶動態(tài)航行CSI指紋干擾影響評估150
5.1.2指紋遷移模型設計面臨的挑戰(zhàn)及系統(tǒng)設計152
5.1.3基于卷積自編碼器的船舶運動描述符提取方法155
5.1.4基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡的無監(jiān)督指紋漫游模型與目標定位158
5.2基于對抗生成網(wǎng)絡的多維度定位特征學習方法162
5.2.1多維度定位特征庫構建162
5.2.2基于循環(huán)對抗網(wǎng)絡的多維定位特征遷移模型設計166
5.2.3基于多維定位特征的定位算法設計170
5.3基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡的船舶環(huán)境多維特征定位方法172
5.3.1船舶環(huán)境對多維特征定位的影響及系統(tǒng)設計173
5.3.2基于稀疏變分貝葉斯SAGE算法的多維定位特征提取方法174
5.3.3船舶環(huán)境下基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡的室內定位方法178
5.4基于深度學習的船舶室內定位系統(tǒng)性能評估181
5.4.1系統(tǒng)平臺搭建181
5.4.2基于非監(jiān)督學習的船舶室內指紋特征遷移效果182
5.4.3基于多維度特征的定位方法結果187
5.5小結192
參考文獻193
第6章船載艙室無線感知技術及應用196
6.1船舶艙室異常入侵檢測方法196
6.1.1船載環(huán)境下的信號敏感子載波提取196
6.1.2基于敏感子載波的人員入侵檢測方法202
6.1.3基于CSI的入侵人員數(shù)量檢測方法208
6.1.4入侵檢測方法測試及分析214
6.2駕駛員值班行為分析與安全管理方法220
6.2.1駕駛員研究現(xiàn)狀221
6.2.2OOW值班行為的CSI特征提取221
6.2.3基于CSI的OOW行為識別方法描述224
6.2.4實驗結果與分析226
6.3基于超寬帶的船載室內無線定位系統(tǒng)229
6.3.1船載室內無線定位系統(tǒng)架構230
6.3.2船載室內無線定位系統(tǒng)硬件設計234
6.3.3船載室內無線定位系統(tǒng)嵌入式軟件設計236
6.3.4船載室內無線定位系統(tǒng)集成與測試243
6.4小結246
參考文獻247
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