目錄
“交通安全科學(xué)與技術(shù)學(xué)術(shù)著作叢書(shū)”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(nèi)定位技術(shù)2
1.2.1室內(nèi)定位原理3
1.2.2常用定位技術(shù)5
1.2.3室內(nèi)定位模式7
1.3船舶室內(nèi)定位與感知8
1.3.1船舶人員室內(nèi)定位8
1.3.2敏感區(qū)域入侵檢測(cè)10
1.3.3駕駛員行為檢測(cè)11
參考文獻(xiàn)12
第2章船舶環(huán)境對(duì)無(wú)線(xiàn)室內(nèi)定位的影響15
2.1船載無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)15
2.1.1通用無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)概述15
2.1.2船載無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)17
2.1.3船載無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)模型18
2.1.4船載無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署方案22
2.2船舶環(huán)境無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸特性23
2.2.1無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳播特性23
2.2.2經(jīng)典無(wú)線(xiàn)信號(hào)衰減模型25
2.2.3船舶艙室無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳播特性26
2.3船舶環(huán)境因素對(duì)無(wú)線(xiàn)定位信號(hào)的影響30
2.3.1船舶航行狀態(tài)對(duì)RSSI信號(hào)的影響31
2.3.2船舶內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)RSSI信號(hào)的影響33
2.3.3人員因素對(duì)定位信號(hào)穩(wěn)定性影響33
2.3.4船舶環(huán)境對(duì)無(wú)線(xiàn)室內(nèi)定位的影響35
2.4小結(jié)37
參考文獻(xiàn)38
第3章基于ZigBee的船載傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位方法39
3.1基于區(qū)域分割的低代價(jià)節(jié)點(diǎn)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(cuò)機(jī)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(diǎn)定位方法50
3.2.1空間位置指紋特征提取50
3.2.2時(shí)間位置指紋特征提取57
3.2.3時(shí)-空間指紋特征提取59
3.2.4基于支持向量機(jī)的位置指紋定位算法62
3.2.5位置指紋的SVM模型訓(xùn)練64
3.2.6位置指紋的SVM定位測(cè)試分析66
3.3基于需求響應(yīng)的多粒度節(jié)點(diǎn)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(xì)粒度定位算法75
3.3.4多粒度定位算法測(cè)試81
3.4船載環(huán)境節(jié)點(diǎn)部署策略及優(yōu)化84
3.4.1問(wèn)題分析84
3.4.2節(jié)點(diǎn)布置策略相關(guān)參數(shù)子區(qū)域個(gè)數(shù)86
3.4.3節(jié)點(diǎn)布置的優(yōu)化策略89
3.4.4節(jié)點(diǎn)布置優(yōu)化策略仿真實(shí)驗(yàn)92
3.5小結(jié)93
參考文獻(xiàn)93
第4章基于Wi-Fi的被動(dòng)式船舶室內(nèi)人員定位方法95
4.1基于船速感知三維指紋庫(kù)的被動(dòng)式人員定位方法95
4.1.1基于CSI指紋的被動(dòng)式定位問(wèn)題建模95
4.1.2船舶環(huán)境下基于CSI指紋的被動(dòng)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(shè)與驗(yàn)證100
4.1.4船速感知三維指紋庫(kù)的構(gòu)建與定位方法104
4.2基于有向菲涅耳特征的多目標(biāo)人員定位方法110
4.2.1基于菲涅耳特征的被動(dòng)式定位問(wèn)題建模110
4.2.2基于菲涅耳特征的被動(dòng)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(biāo)人員感知與定位方法117
4.3基于Wi-Fi信號(hào)AoA的人員動(dòng)態(tài)跟蹤方法126
4.3.1基于AoA的主動(dòng)式定位問(wèn)題建模126
4.3.2基于AoA的船舶環(huán)境室內(nèi)定位方法129
4.3.3面向船舶動(dòng)態(tài)環(huán)境的AoA定位方法133
4.4船舶艙室Wi-Fi定位平臺(tái)與性能評(píng)估136
4.4.1基于CSI指紋的被動(dòng)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(biāo)人員定位精度評(píng)估140
4.4.3基于Wi-Fi信號(hào)AoA的人員動(dòng)態(tài)跟蹤系統(tǒng)精度評(píng)估144
4.5小結(jié)147
參考文獻(xiàn)148
第5章基于深度學(xué)習(xí)的船舶動(dòng)態(tài)環(huán)境無(wú)線(xiàn)室內(nèi)定位方法150
5.1基于遷移學(xué)習(xí)的船舶室內(nèi)指紋特征遷移方法150
5.1.1船舶動(dòng)態(tài)航行CSI指紋干擾影響評(píng)估150
5.1.2指紋遷移模型設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)152
5.1.3基于卷積自編碼器的船舶運(yùn)動(dòng)描述符提取方法155
5.1.4基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)監(jiān)督指紋漫游模型與目標(biāo)定位158
5.2基于對(duì)抗生成網(wǎng)絡(luò)的多維度定位特征學(xué)習(xí)方法162
5.2.1多維度定位特征庫(kù)構(gòu)建162
5.2.2基于循環(huán)對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的多維定位特征遷移模型設(shè)計(jì)166
5.2.3基于多維定位特征的定位算法設(shè)計(jì)170
5.3基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的船舶環(huán)境多維特征定位方法172
5.3.1船舶環(huán)境對(duì)多維特征定位的影響及系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(luò)的室內(nèi)定位方法178
5.4基于深度學(xué)習(xí)的船舶室內(nèi)定位系統(tǒng)性能評(píng)估181
5.4.1系統(tǒng)平臺(tái)搭建181
5.4.2基于非監(jiān)督學(xué)習(xí)的船舶室內(nèi)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(jié)果187
5.5小結(jié)192
參考文獻(xiàn)193
第6章船載艙室無(wú)線(xiàn)感知技術(shù)及應(yīng)用196
6.1船舶艙室異常入侵檢測(cè)方法196
6.1.1船載環(huán)境下的信號(hào)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(cè)方法202
6.1.3基于CSI的入侵人員數(shù)量檢測(cè)方法208
6.1.4入侵檢測(cè)方法測(cè)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(shí)別方法描述224
6.2.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析226
6.3基于超寬帶的船載室內(nèi)無(wú)線(xiàn)定位系統(tǒng)229
6.3.1船載室內(nèi)無(wú)線(xiàn)定位系統(tǒng)架構(gòu)230
6.3.2船載室內(nèi)無(wú)線(xiàn)定位系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)234
6.3.3船載室內(nèi)無(wú)線(xiàn)定位系統(tǒng)嵌入式軟件設(shè)計(jì)236
6.3.4船載室內(nèi)無(wú)線(xiàn)定位系統(tǒng)集成與測(cè)試243
6.4小結(jié)246
參考文獻(xiàn)247