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Parallel Deep Learning for NLOS Detection and Error Mitigation in UWB Positioning
DOI:10.1109/JIOT.2025.3597300.png)
摘要
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超宽带(UWB)技术在室内高精度定位场景中得到了广泛应用。然而,沿无线信号路径的障碍物会导致非视距(NLOS)传播,从而降低定位可靠性。因此,识别NLOS条件并缓解相关误差至关重要。在本文中,介绍了一种新颖的NLOS检测与缓解方法,利用并行时空特征融合网络(PSTFFN)和时空注意力回归网络(STARN)。我们采用连续小波变换将1-D信道冲激响应(CIR)信号转换为2-D CIR图像数据的时间-频率图。通过引入注意力机制和手工特征,PSTFFN增强了其区分相似特征场景的能力。基于NLOS分类结果,所提出的STARN模型针对特定场景进一步缓解NLOS误差。实验结果表明,所提出的方法在二分类和多分类NLOS分类中均表现出色,准确率超过96.74%。此外,采用该方法后,距离测量的均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)分别从168.04 cm和106.86 cm降低至7.54 cm和7.78 cm。在真实室内定位实验中,该方法将定位精度提高了81.86%以上,并实现了实时响应性能。
Keyword:
Error mitigation
indoor positioning system
nonline-of-sight (NLOS) detection
parallel deep learning (DL)
ultrawideband (UWB)

