低频电磁波建筑物内部结构透视技术研究进展 被引量：11

1

作者 金添 宋勇平 +1 位作者 崔国龙 郭世盛 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第3期342-359,共18页

在进入陌生建筑物内部之前获取其内部结构信息,能够为反恐作战、灾害救援等多种应用提供服务,具有重要的现实意义和研究价值。低频电磁波能够穿透常见建筑物材料传播,进而安全、稳定、隐蔽地获取墙后目标信息。利用低频电磁波获取墙后... 在进入陌生建筑物内部之前获取其内部结构信息,能够为反恐作战、灾害救援等多种应用提供服务,具有重要的现实意义和研究价值。低频电磁波能够穿透常见建筑物材料传播,进而安全、稳定、隐蔽地获取墙后目标信息。利用低频电磁波获取墙后信息因此成为建筑物内部结构透视领域的研究重点。为获知该领域的发展脉络,并预测未来可能的发展趋势,该文对21世纪初以来该领域国内外公开文献进行了归纳总结。相关文献的梳理结果表明,利用低频电磁波进行建筑物内部结构穿透探测的技术目前主要包括3类:基于反射波测量的穿墙雷达成像技术、基于透射波测量的射频层析成像技术、基于多径信号的墙体位置估计技术。这3类技术均已取得一定具有实际意义的研究成果。该文围绕这3类技术所涵盖主要内容的发展历程进行了梳理,主要包括穿墙雷达墙后静止目标成像原理、基于穿墙雷达的建筑物内部结构观测模式、基于穿墙雷达成像的建筑物内部结构重建技术、基于射频层析成像的建筑物内部结构反演技术、基于多径信号的墙体位置估计技术,并以此对该领域的发展趋势进行了探讨。总结近20年以来低频电磁波建筑物内部结构透视技术的发展历程,可以发现建筑物内部结构穿透探测平台已由传统的机载、车载平台转向微型机器人、无人机等新型平台,而对应的建筑物内部结构信息重建方法,则由传统的雷达成像技术,发展成包含图像增强、稀疏重构等在内的多种新型方法。这些结果表明,建筑物内部结构透视技术正朝着系统化、多样化、智能化的方向发展。 展开更多

关键词 建筑物内部结构 穿透探测 低频电磁波 穿墙雷达 雷达成像 射频层析成像

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基于鲁棒学习与时空信息素的抗干扰射频层析成像方法

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作者 罗春海 甘官寿 +3 位作者 黄子宁 郑宜荣 黄开德 杨志勇 《物联网技术》 2023年第3期70-76,共7页

针对射频链路接收信号强度(RSS)基准值易受环境因素影响,以及兴趣目标与环境耦合引发的多径干扰所造成的射频层析成像性能衰退问题,提出基于鲁棒子空间学习和时空信息素的抗干扰成像方法。链路RSS表示为环境相关的背景和目标运动相关的... 针对射频链路接收信号强度(RSS)基准值易受环境因素影响,以及兴趣目标与环境耦合引发的多径干扰所造成的射频层析成像性能衰退问题,提出基于鲁棒子空间学习和时空信息素的抗干扰成像方法。链路RSS表示为环境相关的背景和目标运动相关的前景两部分,构造RSS时间序列矩阵,其中背景部分通过矩阵低秩性建模,前景通过混合高斯分布建模,形成对RSS测量噪声鲁棒的MoG-LRMF模型,设计EM算法求解模型参数以获得前景信息。以此为基础实现目标成像,根据目标运动具有时空相关性的特点,引入时空信息素图抑制多径干扰噪声,提高目标定位的精度和鲁棒性。实验结果表明,本方法在室内及室外均表现良好,对于存在外部物体运动或阻挡的情况下仍能有效实现单(双)目标的成像,具有较好的抗干扰性、鲁棒性和快速性。 展开更多

关键词 窄带射频传感网络 多径不确定性 射频层析成像 MoG-LRMF模型 EM算法 时空信息素

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基于改进椭圆权重模型的射频层析成像定位方法 被引量：4

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作者 李莉 柯炜 +2 位作者 许桁宽 于坤良 王彦力 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期167-174,共8页

射频层析成像(RTI,radio tomographic imaging)技术作为免携带设备定位(DFL,device-free localization)的主要方式之一,在被定位目标不携带任何定位装置的情况下仍能实现定位,具有广泛的应用前景。针对现有RTI技术中椭圆权重模型的不足... 射频层析成像(RTI,radio tomographic imaging)技术作为免携带设备定位(DFL,device-free localization)的主要方式之一,在被定位目标不携带任何定位装置的情况下仍能实现定位,具有广泛的应用前景。针对现有RTI技术中椭圆权重模型的不足,基于菲涅耳衍射理论提出一种改进的椭圆阴影权重模型来提高RTI成像质量,并论证了这种方法的可行性;同时为了克服背景噪点以及伪目标图像的影响,在此基础上提出基于十字模型的前景提取算法,进一步提高RTI定位性能。室内外实验结果表明,该方法的成像质量和定位精度都要优于现有RTI方法。 展开更多

关键词 免携带设备定位 射频层析成像 菲涅耳衍射理论

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基于射频层析成像的雷达探测新技术

4

作者 敬东 王怀军 张明 《雷达科学与技术》 北大核心 2023年第1期82-87,96,共7页

射频层析成像是一种新兴的目标定位技术,在军事、医疗和安全监控等领域有着十分广阔的应用前景。本文借鉴延伸射频层析成像理念,提出一种针对空中目标的雷达探测新技术。文章首先分析了射频层析成像基本原理,在此基础上论述了基于射频... 射频层析成像是一种新兴的目标定位技术,在军事、医疗和安全监控等领域有着十分广阔的应用前景。本文借鉴延伸射频层析成像理念,提出一种针对空中目标的雷达探测新技术。文章首先分析了射频层析成像基本原理,在此基础上论述了基于射频层析成像的雷达探测理念,构建了雷达层析成像探测模型,讨论了应用于大区域空中目标探测时的电磁射线构造方法,分析了雷达层析成像处理权重模型,并完成了仿真实验验证,最后对该雷达探测新技术进行了发展展望。 展开更多

关键词 射频层析成像 接收信号强度 雷达 预警探测

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基于Adaboost的无源RFID射频层析成像伪目标识别 被引量：2

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作者 马永涛 高鑫 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期135-142,共8页

被动式定位(DFL)中的射频层析成像(RTI)算法主要运用在无线传感器网络(WSN)中.而物联网的快速普及使得无线射频识别(RFID)网络随处可见,所以本文提出了在无源RFID网络下实现RTI的被动式定位算法.针对多目标情况下的伪目标问题,提出了一... 被动式定位(DFL)中的射频层析成像(RTI)算法主要运用在无线传感器网络(WSN)中.而物联网的快速普及使得无线射频识别(RFID)网络随处可见,所以本文提出了在无源RFID网络下实现RTI的被动式定位算法.针对多目标情况下的伪目标问题,提出了一种基于Adaboost的机器学习算法来去除伪目标,最终在目标数目未知的前提下实现至少3个目标的准确识别.实验结果表明提出的方法可行性很高,在定位误差为0.7,m时目标识别准确度达到86%,. 展开更多

关键词 被动式定位 射频层析成像 无线射频识别 机器学习

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基于聚集Bayes压缩感知的射频层析成像 被引量：2

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作者 谭家驹 秦乐 +2 位作者 赵新 郭雪梅 王国利 《中国科学：信息科学》 CSCD 北大核心 2018年第7期903-918,共16页

为有效对抗窄带射频层析成像测量过程中所存在的多径干扰,实现对阴影衰落的有效估计,本文结合结构化聚集Bayes压缩感知理论,依据阴影衰落所具有的稀疏性和空间区域聚集性特征,构造阴影衰落分布的聚集稀疏先验模型,建立射频层析成像的结... 为有效对抗窄带射频层析成像测量过程中所存在的多径干扰,实现对阴影衰落的有效估计,本文结合结构化聚集Bayes压缩感知理论,依据阴影衰落所具有的稀疏性和空间区域聚集性特征,构造阴影衰落分布的聚集稀疏先验模型,建立射频层析成像的结构化稀疏Bayes学习机制,增强射频链路对阴影衰落与其他多径衰落的辨别能力,有效抑制伪影的产生,提升射频层析成像技术对观测目标的识别性能,更好地服务于无源位置感知的实际应用. 展开更多

关键词 窄带射频传感网络 无源位置感知 射频层析成像 多径干扰 Bayes压缩感知

原文传递

无设备定位的射频层析成像求逆算法研究 被引量：1

7

作者 钱慧 刘焕林 《物联网技术》 2018年第6期14-16,19,共4页

射频层析成像是一种新兴的成像技术,目前可用的重构算法较多,如何选择重构算法对于具体的应用场景十分重要。文中通过搭建无线传感网络进行数据采集,并结合仿真实验从计算时间、图像质量、系统性能和重构图像尺寸四个方面分析了典型的... 射频层析成像是一种新兴的成像技术,目前可用的重构算法较多,如何选择重构算法对于具体的应用场景十分重要。文中通过搭建无线传感网络进行数据采集,并结合仿真实验从计算时间、图像质量、系统性能和重构图像尺寸四个方面分析了典型的三种重构算法。实验结果表明,算法之间不存在绝对的好坏之分,线性算子有利于降低计算时间,非线性算子有利于提高图像质量和系统性能。 展开更多

关键词 射频层析成像 计算时间 图像质量 系统性能 图像尺寸

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基于分层块稀疏学习的射频层析成像

8

作者 黄子宁 黄开德 杨志勇 《物联网技术》 2022年第11期104-108,共5页

针对射频层析成像中多径衰落不确定性引起的成像精度低、稳定性差的问题,提出基于分层块稀疏学习的射频层析成像模型。利用兴趣目标状态的时空稀疏性和相关性,设计信号的块稀疏结构表示与多观测参数学习方法,提升信号重构对多径不确定... 针对射频层析成像中多径衰落不确定性引起的成像精度低、稳定性差的问题,提出基于分层块稀疏学习的射频层析成像模型。利用兴趣目标状态的时空稀疏性和相关性,设计信号的块稀疏结构表示与多观测参数学习方法,提升信号重构对多径不确定性的抑制能力,增强鲁棒性。基于分层思想,将成像过程分解为粗粒度检测与细粒度成像两个阶段,降低计算量,提高成像效率。真实实验结果表明,相比于常用的正则化最小二乘法,所提方法能有效提升室内环境下成像的精度和鲁棒性。 展开更多

关键词 射频层析成像 多径不确定性 块稀疏贝叶斯学习 分层框架 室内定位 正则化最小二乘法

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基于高斯混合模型的无矫正射频层析压缩成像

9

作者 林荔琳 陆培民 钱慧 《广播电视网络》 2020年第6期98-104,共7页

现有的基于压缩感知的射频层析成像(Radio Tomographic Imaging,RTI)技术虽然能够解决传统的RTI需要足够多的观测样本来保证成像精度而导致系统损耗的问题,但是仍然无法很好地解决噪声带来的定位精度下降的影响。针对此问题,本文提出了... 现有的基于压缩感知的射频层析成像(Radio Tomographic Imaging,RTI)技术虽然能够解决传统的RTI需要足够多的观测样本来保证成像精度而导致系统损耗的问题,但是仍然无法很好地解决噪声带来的定位精度下降的影响。针对此问题,本文提出了一种基于高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM)的无矫正射频层析成像压缩成像方法。根据接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)的特性分析,利用GMM模型对获得的RSS观测样本进行判决从而有效实现基于GMM-CS框架的无矫正RTI。实验结果表明在无需矫正的情况下,本文算法仍然可以保持较好的定位精度。当体素为0.333m时,重构结果的平均定位误差相比经典RTI求逆算法吉洪诺夫(Tikhonov)算法以及全变分(Total Variation,TV)算法分别下降了41.7%和37.7%,与基于压缩感知的算法ECS-DFL和BGMP相比分别下降80.9%和88.8%。 展开更多

关键词 射频层析成像 高斯混合模型 压缩感知

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在萨德伯盆地用射频层析成像法圈定硫化镍矿床

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作者 Full.,PK 王艳君 《物探化探译丛》 1998年第2期7-12,共6页

１９９４年在国际镍公司（ＩＮＣＯ）的三个矿区进行了射频层析成像（ＲＦＴ）探测，试验这种技术圈定萨德伯里镍硫化矿床的能力。用一台中国生产的ＪＷ－４电偶极系数采集跨孔数据，扫描频率为０．５－５．０ＭＨｚ。在相距１００ｍ的... １９９４年在国际镍公司（ＩＮＣＯ）的三个矿区进行了射频层析成像（ＲＦＴ）探测，试验这种技术圈定萨德伯里镍硫化矿床的能力。用一台中国生产的ＪＷ－４电偶极系数采集跨孔数据，扫描频率为０．５－５．０ＭＨｚ。在相距１００ｍ的两个钻孔之间成功地描绘了Ｍｃ Ｃｏｎｎｅｌｌ矿就的一个高导电性板状硫化镍矿体。在５ＭＨｚ的层析图像上，这个矿体表现为一个连续的强吸收带。 展开更多

关键词 镍矿床 硫化矿 盆地 射频层析成像

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基于贝叶斯背景模型的免携带设备目标定位算法

11

作者 曲强 吴新杰 陈雪波 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2016年第6期127-130,172,共5页

免携带设备目标定位不需要目标携带任何电子设备或标签来对人或其他物体进行定位。针对现有射频层析成像算法在多径环境中定位精度不理想的问题,提出了一种基于贝叶斯背景模型的定位算法。该算法首先将斜拉普拉斯分布和贝叶斯理论相结... 免携带设备目标定位不需要目标携带任何电子设备或标签来对人或其他物体进行定位。针对现有射频层析成像算法在多径环境中定位精度不理想的问题,提出了一种基于贝叶斯背景模型的定位算法。该算法首先将斜拉普拉斯分布和贝叶斯理论相结合来建立贝叶斯背景模型,用于排除冗余链路;然后对接收信号强度的变化值进行加权处理,从而减小多径效应对目标定位的干扰;最后引入目标位置的后验估计均值对目标位置进行修正,提高定位精度。实验结果表明,该定位算法具有可行性和有效性。 展开更多

关键词 免携带设备目标定位 射频层析成像 贝叶斯理论 冗余链路

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基于改进椭圆权重模型的无线层析定位方法

12

作者 许桁宽 柯炜 于坤良 《无线通信》 2018年第3期97-105,共9页

射频层析成像(Radio Tomographic Imaging, RTI)技术作为免携带设备定位(Device-free localization,DFL)的主要方式之一,具有广泛的应用前景。本文针对现有RTI技术中椭圆权重模型的不足,基于菲涅耳衍射理论提出了新的权重模型:双层椭圆... 射频层析成像(Radio Tomographic Imaging, RTI)技术作为免携带设备定位(Device-free localization,DFL)的主要方式之一,具有广泛的应用前景。本文针对现有RTI技术中椭圆权重模型的不足,基于菲涅耳衍射理论提出了新的权重模型:双层椭圆阴影权重模型,它提高了RTI成像质量,也提升了免携带设备定位的定位精度。室内外实验结果表明,该方法的成像质量和定位精度都要优于现有RTI方法。 展开更多

关键词 免携带设备定位 射频层析成像 菲涅耳衍射理论

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基于FPGA的射频层析成像目标位置快速求解算法

13

作者 曲强 吴新杰 陈雪波 《计算机工程与设计》 北大核心 2016年第6期1490-1494,共5页

基于射频层析成像算法的免携带设备目标定位需要花费较长时间求解目标位置,难以满足实时性要求高的场合,为此设计一种基于FPGA的目标位置快速求解算法。对目标位置的求解进行优化,将直接求解转化为线性方程组的求解,验证线性方程组系数... 基于射频层析成像算法的免携带设备目标定位需要花费较长时间求解目标位置,难以满足实时性要求高的场合,为此设计一种基于FPGA的目标位置快速求解算法。对目标位置的求解进行优化,将直接求解转化为线性方程组的求解,验证线性方程组系数矩阵的对称正定性,设计基于FPGA平台的系数矩阵和列矩阵更新模块。与PC平台相比,在处理相同分辨率的射频层析成像算法时,该算法能够提高射频层析成像定位算法求解目标位置的计算速度,满足实时性要求。 展开更多

关键词 射频层析成像 无线传感器网络 现场可编程门阵列 目标定位 实时性

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BCS实现的射频层析成像链路选择方法 被引量：5

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作者 郝晓曦 杨志勇 +1 位作者 郭雪梅 王国利 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2507-2512,共6页

针对压缩射频层析成像中随机链路选取策略无法有效避免选取冗余链路,本文提出一种利用贝叶斯压缩传感实现的射频链路选择策略.该策略首先通过定义链路冗余度和链路熵,建立表示射频链路信息量与冗余度关系的最小熵链路决策模型,其次将贝... 针对压缩射频层析成像中随机链路选取策略无法有效避免选取冗余链路,本文提出一种利用贝叶斯压缩传感实现的射频链路选择策略.该策略首先通过定义链路冗余度和链路熵,建立表示射频链路信息量与冗余度关系的最小熵链路决策模型,其次将贝叶斯压缩传感所提供的自适应投影测量框架与最小熵链路决策模型结合,最终实现链路选择和目标估计.环境目标定位实验表明,所提出的射频链路选择策略是有效的和可行的.与随机选择策略比较,其能够有效减少冗余或无关链路的选取,提高传感效率. 展开更多

关键词 压缩射频层析成像 射频链路选择 贝叶斯压缩传感 冗余链路

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阴影模型的正则化无设备重建与实时定位 被引量：2

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作者 熊一枫 卢继华 +1 位作者 何梓珮 曹晨曦 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1159-1165,共7页

在综合静态无线射频层析成像(Radio tomographic imaging,RTI)算法基础上,给出了一种可行且有效的实现无线传感器节点在空旷环境和障碍物条件下无线信号衰减原理障碍物监控的方法,实现定位与追踪.利用阴影衰落模型建立接收信号强度测量... 在综合静态无线射频层析成像(Radio tomographic imaging,RTI)算法基础上,给出了一种可行且有效的实现无线传感器节点在空旷环境和障碍物条件下无线信号衰减原理障碍物监控的方法,实现定位与追踪.利用阴影衰落模型建立接收信号强度测量值线性系统模型,并采用SPIN令牌环通信协议收集接收信号强度;创新性地引入最小角回归算法与最小绝对值收缩和选择因子算法(Least absolute shrinkage and selection operator,LASSO),提高了图像重建速度.即在吉洪诺夫正则化与l1正则化算法分析对比前提下,创新性引入改进的最小角回归(Least angle regression,LARS)重建模型与算法,保证重建效果与复杂LASSO算法相似的同时,将重建图像速度提高一个数量级.实测基于16平方米范围内的16个JENNIC 5139节点进行定位与追踪.实测结果与仿真相比虽稍有偏差,但近似符合.这充分表明:吉洪诺夫正则化与l1正则化适用于不同分辨率场景,且都可较好地反映障碍物状况. 展开更多

关键词 无线射频层析成像 重建算法 最小角回归算法 l1最优化 吉洪诺夫正则化

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