由于四元数MUSIC(Multiple Signal Classification)算法计算量较大,本文结合声矢量传感器的四元数导向矢量模型,提出了一种声矢量阵列波达方向估计的四元数最小范数法。首先,将声矢量阵列输出协方差矩阵奇异值分解所得到的(M-N)×M...由于四元数MUSIC(Multiple Signal Classification)算法计算量较大,本文结合声矢量传感器的四元数导向矢量模型,提出了一种声矢量阵列波达方向估计的四元数最小范数法。首先,将声矢量阵列输出协方差矩阵奇异值分解所得到的(M-N)×M维(M为阵元数、N为信源数)噪声子空间依最小范数(Minimum-Norm,MN)准则构建为一个新的四元数域1×M维噪声矢量。接着,提出了简化的谱峰搜索公式,理论分析了四元数最小范数法在搜索计算量上的优势。对提出的算法与Q-MUSIC算法进行了对比。结果显示:该算法至少能节省50%的谱峰搜索量。同时,提出的算法构建的低维噪声矢量与导向矢量间的正交性优于高维噪声子空间与导向矢量间的正交性,在0dB时,其范德蒙范数和谱峰分别为Q-MUSIC算法的1/3和3倍。另外,该算法在减小谱峰搜索量的同时,可以较好地分辨信源波达方向,且其统计特性与四元数MUSIC算法相当。提出的算法不局限于L线阵,也适用于双平行线阵及面阵。展开更多
针对目前无线传感器网络中节点定位实验中精确度不高的问题,提出了一种定位系统中超声波六元阵列传感器节点的硬件设计方案,主要利用超声波在空气中传输的物理特性,采用40 k Hz超声波来设计系统节点的硬件结构和收发传感器阵列及节点微...针对目前无线传感器网络中节点定位实验中精确度不高的问题,提出了一种定位系统中超声波六元阵列传感器节点的硬件设计方案,主要利用超声波在空气中传输的物理特性,采用40 k Hz超声波来设计系统节点的硬件结构和收发传感器阵列及节点微控制器,通过对传感器节点硬件平台的测距实验结果表明,节点间最远测距距离达到了20 m,样本平均测距误差为5.2 cm,其中最小测距误差为2.6 cm,最大测距误差为7.5 cm,满足系统关于远距离测量和cm级误差的高精度测距要求。展开更多
研究了基于两分量简化电磁矢量传感器阵列的多个信号波达方向(Direction of arrival,DOA)跟踪问题,提出了一种基于四元数模型的数据投影(Quaternion data projection method,QDPM)跟踪算法。此算法对初始化条件引起的波动具有很强的鲁棒...研究了基于两分量简化电磁矢量传感器阵列的多个信号波达方向(Direction of arrival,DOA)跟踪问题,提出了一种基于四元数模型的数据投影(Quaternion data projection method,QDPM)跟踪算法。此算法对初始化条件引起的波动具有很强的鲁棒性,并且具有比常规DPM(Data projection method)算法更快的收敛速度,尤其在信号角度变化较剧烈时体现得更明显。此外,在低信噪比的情况下,QDPM算法比DPM算法具有更高的DOA跟踪精度。最后通过仿真实验验证了算法的有效性。展开更多
文摘由于四元数MUSIC(Multiple Signal Classification)算法计算量较大,本文结合声矢量传感器的四元数导向矢量模型,提出了一种声矢量阵列波达方向估计的四元数最小范数法。首先,将声矢量阵列输出协方差矩阵奇异值分解所得到的(M-N)×M维(M为阵元数、N为信源数)噪声子空间依最小范数(Minimum-Norm,MN)准则构建为一个新的四元数域1×M维噪声矢量。接着,提出了简化的谱峰搜索公式,理论分析了四元数最小范数法在搜索计算量上的优势。对提出的算法与Q-MUSIC算法进行了对比。结果显示:该算法至少能节省50%的谱峰搜索量。同时,提出的算法构建的低维噪声矢量与导向矢量间的正交性优于高维噪声子空间与导向矢量间的正交性,在0dB时,其范德蒙范数和谱峰分别为Q-MUSIC算法的1/3和3倍。另外,该算法在减小谱峰搜索量的同时,可以较好地分辨信源波达方向,且其统计特性与四元数MUSIC算法相当。提出的算法不局限于L线阵,也适用于双平行线阵及面阵。
文摘研究了基于两分量简化电磁矢量传感器阵列的多个信号波达方向(Direction of arrival,DOA)跟踪问题,提出了一种基于四元数模型的数据投影(Quaternion data projection method,QDPM)跟踪算法。此算法对初始化条件引起的波动具有很强的鲁棒性,并且具有比常规DPM(Data projection method)算法更快的收敛速度,尤其在信号角度变化较剧烈时体现得更明显。此外,在低信噪比的情况下,QDPM算法比DPM算法具有更高的DOA跟踪精度。最后通过仿真实验验证了算法的有效性。
