UWB定位中基于XGBoost的NLOS识别方法

【摘  要】NLOS场景下UWB室内定位精度下降,识别出NLOS有助于进一步提升定位精度。针对超宽带定位中非视距识别的问题,提出基于XGBoost的NLOS识别方法。基于XGBoost决策树算法,采用两个层面的数据源对UWB定位中NLOS进行识别:元数据层面,用真实定位场景中采集的UWB CIR数据作为数据源;统计数据层面,将CIR数据经过一定的加工,得到几个关键的信号特征参数作为数据源。两组实验结果表明,XGBoost算法在元数据和统计数据上识别精确度分别达到91%和92%。UWB定位中XGBoost算法能显著提高识别NLOS信号的准确度。

【关键词】室内定位;超宽带;非视距;XGBoost

0   引言

超宽带(UWB, Ultra Wide Band)信号具有低功耗、高时间分辨率和高精度等优势,在室内定位中具有十分广阔的应用前景。

在基于UWB的室内定位系统中,非视距传播(NLOS, Non Line of Sight)环境对定位有着十分重要的影响。NLOS情形将直接导致信号产生衍射、散射、反射以及一些信号不规则损耗,使得定位信号发生不可知的变化,极大程度上影响最终定位精度[1]。因此,NLOS环境的识别一直是超宽带定位领域的一个重要方向。

NLOS环境识别的目的是判断信号收发之间是否存在障碍,从而缓解信号传播误差。NLOS识别方法主要有统计学方法、几何关系判决法和机器学习方法等[2]。

文献[3]中使用了一种残差检验法,可以确定和识别NLOS环境,算法使用TOA(Time Of Arrival)测距,

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