使用非侵入式锚点对未对准单线圈智能体进行鲁棒近场三维定位
应用统计
2022-06-08 v1
摘要
磁近场因其对环境不敏感且具有强空间梯度，为室内定位提供了合适的手段。我们考虑由扁平线圈构成的室内定位设置，允许智能体线圈方便地集成到移动设备（如智能手机或腕带）中，并将锚点线圈齐平安装于墙壁。为系统研究此类设置，我们首先推导了未知取向下的位置误差克拉美-罗下界（CRLB），并评估其在一个可变大小的方形房间内的分布，使用 15 x 10cm 锚点线圈和智能体端的商用 NFC 天线。由此，我们发现在一个 10 x 10 x 3 米的房间内，使用 12 个扁平壁挂式锚点并以 10mW 功率产生磁场，可实现厘米级精度。然而，由于非凸的五维似然函数，实际达到这样的估计性能是困难的。为此，我们提出一种快速、精确且对初始化不敏感的加权最小二乘（WLS）算法。这通过以严格方式有效消除取向冗余参数并缩放各锚点观测值来实现，从而得到一个平滑的三维代价函数。使用 WLS 估计值初始化最大似然（ML）求解器，可在高达 98% 的情况下获得接近理论极限的精度，从而以适合实时处理的计算效率，利用非侵入式基础设施实现鲁棒的室内定位。
引用
@article{arxiv.1708.05677,
title = {Robust Near-Field 3D Localization of an Unaligned Single-Coil Agent Using Unobtrusive Anchors},
author = {Gregor Dumphart and Eric Slottke and Armin Wittneben},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.05677},
year = {2022}
}
备注
7 pages, to be presented at IEEE PIMRC 2017