KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제15권10호
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pp.3858-3874
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2021
As an essential part of the urban transportation system, precise perception of the traffic flow parameters at the traffic signal intersection ensures traffic safety and fully improves the intersection's capacity. Traditional detection methods of road traffic flow parameter can be divided into the micro and the macro. The microscopic detection methods include geomagnetic induction coil technology, aerial detection technology based on the unmanned aerial vehicles (UAV) and camera video detection technology based on the fixed scene. The macroscopic detection methods include floating car data analysis technology. All the above methods have their advantages and disadvantages. Recently, indoor location methods based on wireless signals have attracted wide attention due to their applicability and low cost. This paper extends the wireless signal indoor location method to the outdoor intersection scene for traffic flow parameter estimation. In this paper, the detection scene is constructed at the intersection based on the received signal strength indication (RSSI) ranging technology extracted from the wireless signal. We extracted the RSSI data from the wireless signals sent to the road side unit (RSU) by the vehicle nodes, calibrated the RSSI ranging model, and finally obtained the traffic flow parameters of the intersection entrance road. We measured the average speed of traffic flow through multiple simulation experiments, the trajectory of traffic flow, and the spatiotemporal map at a single intersection inlet. Finally, we obtained the queue length of the inlet lane at the intersection. The simulation results of the experiment show that the RSSI ranging positioning method based on wireless signals can accurately estimate the traffic flow parameters at the intersection, which also provides a foundation for accurately estimating the traffic flow state in the future era of the Internet of Vehicles.
본 논문에서는 유비쿼터스 시대가 도래함에 따라 사회적으로 실내 위치 추적 시스템에 대한 관심이 증가되었다. 하지만 기존 실내 위치 추적 시스템은 실내 환경의 빈번한 변화에 능동적으로 대응하지 못하고, 실내 환경의 NLOS 특성으로 인하여 이동 객체의 정확한 위치 측정이 어려운 문제점이 있다. 본 연구의 목적은 앞으로 유비쿼터스 시대가 도래함에 따라 다양한 사용자의 요구를 만족시키기 위한 서비스를 제공하는데 필수 요소인 실내 이동 객체의 위치를 효과적으로 파악하고, 이동 객체의 위치 정확도를 향상시킨 환경 적응형 위치 추적 시스템을 제안한다.
International journal of advanced smart convergence
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제3권2호
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pp.14-17
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2014
Precision agriculture relies on information technology, whose precondition is providing real-time and accurate information. It depends on various kinds of advanced sensors, such as environmental temperature and humidity, wind speed, light intensity, and other types of sensors. Currently, it is a hot topic how to collect accurate information, the main raw data for agricultural experts, monitored by these sensors timely. Most existing work in WSNs addresses their fundamental challenges, including power supply, limited memory, processing power and communication bandwidth and focuses entirely on their operating system and networking protocol design and implementation. However, it is not easy to find the self-localization capability of wireless sensor networks. Because of constraints on the cost and size of sensors, energy consumption, implementation environment and the deployment of sensors, most sensors do not know their locations. This paper provides maximum likelihood estimators for sensor location estimation when observations are time-of arrival (TOA) range measurement.
실내에서의 위치 추정을 위한 WiFi fingerprint 방식은 기존의 인프라를 이용하며 절대 좌표를 추정하는 장점이 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 기존의 연구에서는 주로 위치 추정 알고리즘에 대한 연구에 집중되었지만 정확도를 개선하는 것이 한계에 도달했다. 그러나 스마트폰과 같은 무선랜 수신기에서 전파의 수신 감도보다 작은 신호는 측정이 불가하므로 이 값들을 처리하는 방법에 따라서 위치 추정 오차가 달라진다. 본 논문에서는 측정된 무선랜 공유기의 수신 신호 데이터를 다양한 방식으로 사전 처리하여 기존의 알고리즘에 적용함으로써 위치 추정 정확도를 높이는 방법을 제안하였고, 크게 향상된 정확도를 얻을 수 있었다. 또한 사전 처리된 데이터를 KNN 방식과 CNN 방식에 적용하여 그 성능을 비교하였다.
기존의 위치 추정 기법인 AOA, TOA, TDOA는 실내 위치 추정 시 Wi-Fi와 Beacon을 이용한 기법보다 실내 사용자의 위치를 추정하기 부적합한 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 실내 위치 추정에 AOA 기법이 부적합한 문제를 해결하기 위해 하나의 AP에 4개의 방향성 안테나가 부착된 단일 AP를 기반으로 AOA 기법을 이용한 위치 추정 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 4개의 안테나에 수신된 각도만을 이용하여 각각의 신호에 대한 직선 방정식을 도출하고, 직선 방정식들 간의 교차점을 구함으로써 사용자의 위치를 추정한다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제10권4호
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pp.390-395
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2012
This paper describes an implementation of automatic mutual localization of swarm robots using a particle filter. Each robot determines the location of the other robots using wireless sensors. The measured data will be used for determination of the movement method of the robot itself. It also affects the other robots' self-arrangement into formations such as circles and lines. We discuss the problem of a circle formation enclosing a target that moves. This method is the solution for enclosing an invader in a circle formation based on mutual localization of the multi-robot without infrastructure. We use trilateration, which does require knowing the value of the coordinates of the reference points. Therefore, specifying the enclosure point based on the number of robots and their relative positions in the coordinate system. A particle filter is used to improve the accuracy of the robot's location. The particle filter is operates better for mutual location of robots than any other estimation algorithms. Through the experiments, we show that the proposed scheme is stable and works well in real environments.
A spatio-temporal vector channel model is introduced for the position location (PL) estimation problem for CDMA cellular system environment. Two common ways for the PL make use of the AOA (Angle Of Arrival) and TDOA (Time Difference Of Arrival) from a subscriber to the multiple sensors (base stations). In this paper, we applied the derived vector channel to simulate the multipath channel for the angle of the signal arrival in CDMA systems. Cross-correlation method is a good candidate among other direction finding algorithms available in literature, especially in wideband modulation as in the CDMA system. The PL estimation errors are evaluated for different channels, which are obtained as a parameter of scattering radius of the suggested model. We noted that the number of sensors (base-stations) are related to the PL errors in favor of the available data.
LBS의 주요 기술 구성요소에는 무선측위기술 또는 위치결정기술, LBS 핵심기반 기술 및 LBS 응용기반 기술 등이 있다. 이 논문에서는 LBS의 주요기술 구성요소 중 핵심기반기술인 위치 데이터 관리 시스템을 설계한다. 제안 시스템은 LBS 응용인터페이스, 응용서비스 질의처리기, 이동객체 위치추정기, 위치정보 관리기, 실시간 데이터 수신기, 위치정보 데이터베이스로 구성된다. 데이터베이스 관리 기술을 활용하여 이동객체의 위치변화 정보를 효율적으로 관리하고 이와 관련된 유용한 정보를 LBS 사용자에게 제공하며, 기존의 상용 데이터베이스에서 처리할 수 없는 이동객체의 연속적인 위치정보를 처리하는 연산 및 위치추정 기능을 지원한다. 실시간 환경에서 발생되는 위치정보의 결손을 보완하는 위치정보 트리거링을 토대로 기존의 위치 정보 관리 시스템이 갖는 문제점을 보완한다. 제안한 위치 데이터 관리 시스템의 응용을 위해 산불관리 응용서비스에 적용한 결과를 보인다.
WPAN에서 위치추정은 UWB를 사용한 선택적 기능으로 규격화되어 있다. 그러나 실제로는 위치추정 기능이 제공되고, 가격이 저렴하고 개발환경이 제공되고 있는 CSS(Chirp Spread Spectrum) 소자를 주로 사용하고 있다. CSS 소자는 2.4GHz 주파수 대역을 사용하고, 표본화 클럭 주파수가 UWB에 비하여 낮고, 시각정보추출 정확도가 떨어지므로 거리추정 오차가 크게 나타난다. 거리추정 오차는 SDS-TWR 방식을 사용하여 10m 거리에서 30cm~1m 정도로 알려지고 있으며, ($10m{\times}10m$) 환경에서 위치추정 오차는 1~2m 정도로 알려지고 있다. 따라서 보다 개선된 성능이 요구되는 응용을 위해서는 거리추정 이후의 후처리 알고리즘 개발이 중요하게 되었다. 본 논문에서는 고정노드의 주파수편이를 확장 Kalman 필터에 적용하는 방식을 연구하였으며, 각 고정노드의 주파수 편이를 공통의 상태변수와 각 고정노드별 주파수편이 상수로 구분하고 이를 통합하는 주파수편이 보상 확장 Kalman 필터 방식을 제안하였다. 제안된 방식은 CSS WPAN 노드를 사용하여 10cm 이하로 매우 정확한 위치오차 범위 내에서도 이동노드의 위치를 추정할 수 있음을 확인하였다.
The Long Term Evolution (LTE) system is based on the Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) and relies its channel estimation on the lattice-type pilot samples in the multipath fading channel environment. The estimation of the channel frequency response (CFR) makes use of the least squares estimate (LSE) for each pilot samples, followed by an interpolation both in time- and in frequency-domain to fill up the channel estimates for subcarriers corresponding to data samples. Any interpolation scheme could be adopted for this purpose. Depending on the requirements of the target system, we may choose a simple linear interpolation or a sophisticated one. For any choice of an interpolation scheme, these is a trade-off between estimation accuracy and numerical cost. For those wireless communication systems based on the OFDM and the preamble-type pilot structure, the DFT-based channel estimation and its variants have been successfully. Yet, it may not be suitable for the lattice-type pilot structure, since the pilot samples are not sufficient to provide an accurate estimate and it is known to be sensitive to the location as well as the length of the time-domain window. In this paper, we propose a simple interpolated based on the upsampling mechanism in the multirate signal processing. The proposed method provides an excellent alternative to the DFT-based methods in terms of numerical cost and accuracy. The performance of the proposed technique is verified on a multipath environment suggested on a 3GPP LTE specification.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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