Position Location Techniques and Applications pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Munoz, David/ Lara, Frantz Bouchereau/ Vargas, Cesar/ Enriquez-caldera, Rogerio

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:2009-4

价格:823.89元

装帧:

isbn号码:9780123743534

丛书系列:

图书标签:

定位
位置技术
无线通信
传感器网络
室内定位
室外定位
导航
跟踪
移动计算
应用

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具体描述

This book is the definitive guide to the techniques and applications of position location, covering both terrestrial and satellite systems. It gives all the techniques, theoretical models, and algorithms that engineers need to improve their current location schemes and to develop future location algorithms and systems. Comprehensive coverage is given to system design trade-offs, complexity issues, and the design of efficient positioning algorithms to enable the creation of high-performance location positioning systems. Traditional methods are also reexamined in the context of the challenges posed by reconfigurable and multihop networks. Applications discussed include wireless networks (WiFi, ZigBee, UMTS, and DVB networks), cognitive radio, sensor networks and multihop networks. Features Contains a complete guide to models, techniques, and applications of position location Includes applications to wireless networks, demonstrating the relevance of location positioning to these "hot" areas in research and development Covers system design trade-offs and the design of efficient positioning algorithms, enabling the creation of future location positioning systems Provides a theoretical underpinning for understanding current position location algorithms, giving researchers a foundation to develop future algorithms David Muñoz is Director and César Vargas is a member of the Center for Electronics and Telecommunications, Tecnológico de Monterrey, Mexico. Frantz Bouchereau is a senior communications software developer at The MathWorks Inc. in Natick, MA. Rogerio Enríquez-Caldera is at Instituto Nacional de Atrofisica, Optica y Electronica (INAOE), Puebla, Mexico.

. Contains a complete guide to models, techniques and applications of position location

. Includes applications to wireless networks (WiFi, ZigBee, DVB networks), cognitive radio, sensor networks and reconfigurable and multi-hop networks, demonstrating the relevance of location positioning to these 'hot' areas in research and development

. Covers system design trade-offs, and the design of efficient positioning algorithms enables the creation of future location positioning systems

. Provides a theoretical underpinning for understanding current position location algorithms, giving researchers a foundation to develop future algorithms

《精确之道：空间定位的现代方法与未来展望》序言在信息爆炸的时代，精确的空间定位能力已不再是军事、科研的专属领域，它深刻地渗透到我们日常生活的方方面面。从智能手机导航的便捷，到自动驾驶汽车的安全运行，再到城市规划的精细化管理，无不依赖于对物体或个体所处位置的精准把握。然而，我们所熟知的GPS系统，在某些复杂环境下（如室内、高楼林立的城市峡谷、茂密的森林）便会面临信号衰减、遮挡甚至完全失效的窘境。这促使我们不断探索和开发更多元、更鲁棒、更高精度的定位技术。《精确之道：空间定位的现代方法与未来展望》并非一本专注于某一特定定位技术的手册，而是一次关于空间感知本质的深入哲学探讨，以及对一系列前沿定位技术发展趋势的宏观梳理与前瞻性解读。本书旨在打破传统技术分类的界限，从更广阔的视角审视“我在哪里，我在做什么”这一根本性问题，并剖析当下及未来可能出现的解决方案。我们不拘泥于现有技术的优劣比较，而是着眼于它们如何相互赋能，共同构建一个更加智能、互联的物理世界。第一部分：空间定位的哲学基础与认知边界在深入探讨具体技术之前，我们有必要回归到空间定位的哲学层面。究竟什么是“位置”？它是一个绝对的、客观存在的实体，还是一个相对的、依赖于观察者的概念？本书将从哲学角度出发，探讨“定位”的本质。我们将追溯笛卡尔坐标系、欧几里得几何等经典空间理论，并分析它们在现代复杂现实中的局限性。 “我”与“空间”的互动：定位不仅仅是确定一个点的坐标，更是理解“我”在这个空间中的状态。这种状态包含位置、姿态、速度、加速度等一系列信息。本书将讨论如何从多维度来定义和理解“我”在空间中的存在。传感器作为“感官”的延伸：各种定位技术本质上都是通过不同的传感器来“感知”外部世界，并将这些感知信息转化为可用于定位的数据。我们将从“感官”的角度来理解惯性测量单元（IMU）、视觉传感器、射频信号接收器等不同类型的传感器，分析它们各自的优势与不足，以及它们如何共同构建一个更为全面的空间感知体系。认知不确定性与鲁棒性：现实世界充满不确定性，信号的干扰、环境的变化、设备的噪声都会影响定位的精度。本书将深入探讨“认知不确定性”这一概念，并强调“鲁棒性”在现代定位系统中的重要性。一个鲁棒的定位系统，即使在部分传感器失效或环境恶劣的情况下，也能保持相对准确的定位能力。多模态感知融合的必要性：没有任何一种单一的定位技术能够满足所有场景的需求。因此，将来自不同传感器的信息进行有效融合，形成互补，是提升定位精度、可靠性和可用性的关键。本书将引入“多模态感知融合”的思想，为后续的技术探讨奠定基础。第二部分：突破界限的现代定位技术探索在哲学基础的铺垫下，本书将系统性地审视当前及未来最具潜力的空间定位技术。我们不会局限于对单一技术的详尽讲解，而是关注它们在解决现实问题中的创新应用和发展趋势。惯性导航的深化应用（INS）：尽管IMU传感器本身会随时间累积误差，但其在提供高频、实时姿态和短时位置信息方面具有不可替代的优势。本书将探讨如何通过与其他技术（如GNSS、视觉里程计）的融合，有效抑制惯性导航的漂移误差，实现更高精度的自主导航。我们将关注其在航空航天、无人系统、精密农业等领域的应用演进。视觉定位的无限可能（VSLAM & SLAM）：随着计算视觉技术的飞速发展，利用摄像头进行定位已成为重要的研究方向。本书将深入剖析视觉里程计（Visual Odometry）和同时定位与地图构建（SLAM）的核心原理，探讨其在室内导航、增强现实（AR）、机器人自主移动等领域的巨大潜力。我们将分析基于特征点、直接法、半直接法的不同SLAM算法，以及它们在不同环境下的适用性。射频信号的精细化利用：除了我们熟知的GNSS，Wi-Fi、蓝牙（BLE）、UWB（超宽带）、5G/6G通信信号等射频技术，在室内定位和近距离精确测距方面展现出越来越强的能力。本书将探讨如何利用信号的到达时间（ToA）、到达角（AoA）、信号强度（RSSI）、相位信息等，实现毫秒级甚至亚毫米级的定位精度。特别将关注UWB技术在室内高精度定位、资产追踪、工业物联网中的应用前景。多传感器融合的智能算法：任何先进的定位技术都离不开智能的融合算法。本书将重点介绍卡尔曼滤波（KF）、扩展卡尔曼滤波（EKF）、无迹卡尔曼滤波（UKF）以及粒子滤波（PF）等经典的状态估计方法，并探讨图优化、因子图等更先进的SLAM优化技术。我们将分析如何利用深度学习等人工智能方法，提升传感器数据的理解能力，优化融合算法的效率和精度。新兴定位范式：随着科技的不断进步，新的定位思想也在不断涌现。本书将对一些前沿的、具有颠覆性潜力的定位方法进行展望，例如：基于环境特征的指纹识别：利用固定环境中独特的“指纹”（如Wi-Fi RSSI指纹、声音指纹、甚至地磁指纹）来识别设备所在位置。超声波与激光雷达（LiDAR）的辅助定位：结合超声波的近距离测距能力和LiDAR的高精度环境扫描能力，在特定场景下实现更鲁棒的定位。量子定位：尽管尚处于理论和实验阶段，但量子传感技术为未来实现无需外部信号、不受干扰的绝对定位提供了可能性。生物识别与定位的结合：探索如何利用生物特征（如步态、心率等）与环境信息结合，实现个性化、高安全性的定位。第三部分：应用驱动的空间定位未来空间定位技术的最终价值体现在其广泛而深入的应用。本书将聚焦于当前及未来最具发展前景的应用领域，并分析定位技术如何赋能这些领域实现跨越式发展。智能交通与自动驾驶：精确可靠的定位是自动驾驶汽车安全行驶的基石。本书将探讨高精度GNSS、IMU、视觉、LiDAR等多种定位技术的融合，以及车路协同（V2X）定位在提升自动驾驶感知能力中的作用。增强现实与虚拟现实（AR/VR）： AR/VR应用要求对用户位置和姿态进行毫秒级、高精度的追踪，以提供沉浸式的体验。本书将分析SLAM技术在AR/VR中的关键作用，以及如何实现虚拟世界与真实世界的无缝融合。智慧城市与物联网（IoT）：从城市交通管理、公共安全监控，到智能家居、工业自动化，无处不在的定位需求推动着城市智能化水平的提升。本书将探讨如何构建大规模、低成本、高精度的室内外一体化定位网络，以支撑智慧城市的各项应用。机器人与无人系统：无论是工业机器人、服务机器人，还是无人机、水下机器人，它们都需要精确的定位能力来实现自主导航、路径规划和任务执行。本书将分析不同类型机器人对定位技术的需求，以及融合定位在提升机器人智能化水平中的重要性。健康监测与个性化服务：结合可穿戴设备和室内定位技术，可以实现对用户活动轨迹、运动模式的监测，为个性化健康管理、跌倒检测、老年人监护等提供支持。人机交互与行为分析：精确的空间感知能力可以帮助我们更好地理解人类的行为模式，从而实现更自然、更直观的人机交互，并在零售、安防等领域进行行为分析。结论：迈向无处不在的精准感知《精确之道：空间定位的现代方法与未来展望》并非一本孤立的技术手册，而是希望为读者打开一扇通往空间感知未来世界的大门。我们相信，通过对空间定位哲学基础的深刻理解，对多元化现代技术的全面审视，以及对未来应用场景的深入洞察，我们能够共同构建一个更加智能、安全、便捷的物理世界。本书的目的是启发思考，激发创新，并为所有对空间感知技术感兴趣的读者提供一个前瞻性的视角，共同迎接一个“无处不在的精准感知”的未来。