Вирішення задачі локалізації з допомогою параметричного алгоритму зважених найменших квадратів на основі мультилатерації

Анотація

UWB Time-Difference-of-Arrival, є популярним підходом до визначення розташування систем у закритих приміщеннях, завдяки своїй простоті, ефективності, високої продуктивності та низькому споживанню енергії. Для розв’язання нелінійної задачі мультилатерації, пов’язаної з визначенням координат передавача, на основі даних від синхронізованих приймачів, часто застосовуються методи Найменших Квадратів із низькою обчислювальною складністю або їх удосконалені варіанти, зокрема, Двоетапні Зважені Найменші Квадрати. Однак ці методи показують слабку ефективність у випадку погано обумовлених матриць, за певного взаємного розташування приймачів та передавача. Запропоновано Параметричний Алгоритм Зважених Найменших Квадратів, який є ефективний в даних умовах і дозволяє визначаючи ціле “сімейство рішень”. Він забезпечує точні та надійні оцінки положення навіть у складних умовах, пов’язаних зі зниженням рангу системи. Ефективність запропонованих алгоритмів проаналізовано з урахуванням різних сценаріїв, зокрема за наявності Гаусівського шуму, помилок синхронізації опорного вузла та багатопроменевих завад, для різних конфігурацій приймачів, організованих у вигляді квадратної cітки.