目錄
“交通安全科學(xué)與技術(shù)學(xué)術(shù)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(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10
1.3.3駕駛員行為檢測11
參考文獻(xiàn)12
第2章船舶環(huán)境對(duì)無線室內(nèi)定位的影響15
2.1船載無線自組織網(wǎng)絡(luò)15
2.1.1通用無線自組織網(wǎng)絡(luò)概述15
2.1.2船載無線自組織網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)17
2.1.3船載無線自組織網(wǎng)絡(luò)模型18
2.1.4船載無線自組織網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署方案22
2.2船舶環(huán)境無線信號(hào)傳輸特性23
2.2.1無線信號(hào)傳播特性23
2.2.2經(jīng)典無線信號(hào)衰減模型25
2.2.3船舶艙室無線信號(hào)傳播特性26
2.3船舶環(huán)境因素對(duì)無線定位信號(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)無線室內(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)境無線室內(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章船載艙室無線感知技術(shù)及應(yīng)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(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(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)無線定位系統(tǒng)229
6.3.1船載室內(nèi)無線定位系統(tǒng)架構(gòu)230
6.3.2船載室內(nèi)無線定位系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)234
6.3.3船載室內(nèi)無線定位系統(tǒng)嵌入式軟件設(shè)計(jì)236
6.3.4船載室內(nèi)無線定位系統(tǒng)集成與測試243
6.4小結(jié)246
參考文獻(xiàn)247