کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6954445 1451830 2018 16 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Impact localization in dispersive waveguides based on energy-attenuation of waves with the traveled distance
ترجمه فارسی عنوان
موضع گیری ضربه در موجبرهای پراکنده بر اساس کاهش انرژی امواج با فاصله سفر
ترجمه چکیده
یک الگوریتم برای حل مسئله چندتایی کلی (منبع محلی) در یک موجبر پخش می شود. الگوریتم با هدف قرار دادن نیروهای ضربه در یک طبقه پراکنده طراحی شده است و می تواند به طور بالقوه برای محاسبه و ردیابی ساکنین در یک ساختمان با استفاده از سنسورهای ارتعاشی متصل به سطح پایین کف راه رفتن استفاده شود. پایین تر فرکانس موج تولید شده توسط نیروی ضربه، دقیق تر از محلی سازی انتظار می رود. نیروی ضربه ای که بر روی یک طبقه عمل می کند، باعث ایجاد یک موج لرزه ای می شود که از منبع دور می شود. این اعوجاج حتی بیش از فاصله های کوتاه نسبتا کوتاه قابل توجه است و عمدتا ناشی از پدیده پراکندگی در میان دیگر دلایل است، بنابراین با استفاده از روش های محلی سازی / چندرسانی متداول، خطاهای محلی سازی را که بسیار متغیر و گاهی اوقات بزرگ هستند، تولید می کنند. رویکرد محلی سازی پیشنهادی بر اساس این واقعیت است که انرژی موج، که در طول زمان معین محاسبه می شود، به صورت امپدانس به عنوان موج حرکت می کند از منبع. اگر چه روش های محلی سازی که در تجزیه و تحلیل انبساطی فرض می شوند در ادبیات (در زمینه ارتباطات بی سیم) وجود دارد، این روش ها تنها برای انتشار موج در رسانه های غیر پراکنده مورد توجه قرار گرفته است، علاوه بر این فرض محدود که توسط این روش ها مورد نیاز است که منبع نباید منطبق با موقعیت سنسور است در نتیجه، این روش ها را نمی توان به مشکل محلی سازی محلی در شکل فعلی خود اعمال کرد. ما نشان میدهیم که روش پیشنهادی ما از روشهای دیگر متفاوت است و محدودیت همخوانی محل منبع-سنسور را برطرف میکند. تجزیه و تحلیل تئوری و داده های تجربی برای ایجاد انگیزه و توجیه پیگیری روش پیشنهادی برای محلی سازی در یک رسانه پراکنده استفاده می شود. علاوه بر این، چکش بر روی یک بخش کف دست ابزار در داخل ساختمان عملیاتی و همچنین شبیه سازی مدل عناصر محدود، برای ارزیابی عملکرد الگوریتم مورد استفاده قرار می گیرد. نشان داده شده است که الگوریتم نتایج دلگرم کننده را ایجاد می کند و پایه ای برای توسعه و بهینه سازی آینده می باشد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر پردازش سیگنال
چکیده انگلیسی
An algorithm is introduced to solve the general multilateration (source localization) problem in a dispersive waveguide. The algorithm is designed with the intention of localizing impact forces in a dispersive floor, and can potentially be used to localize and track occupants in a building using vibration sensors connected to the lower surface of the walking floor. The lower the wave frequencies generated by the impact force, the more accurate the localization is expected to be. An impact force acting on a floor, generates a seismic wave that gets distorted as it travels away from the source. This distortion is noticeable even over relatively short traveled distances, and is mainly caused by the dispersion phenomenon among other reasons, therefore using conventional localization/multilateration methods will produce localization error values that are highly variable and occasionally large. The proposed localization approach is based on the fact that the wave's energy, calculated over some time window, decays exponentially as the wave travels away from the source. Although localization methods that assume exponential decay exist in the literature (in the field of wireless communications), these methods have only been considered for wave propagation in non-dispersive media, in addition to the limiting assumption required by these methods that the source must not coincide with a sensor location. As a result, these methods cannot be applied to the indoor localization problem in their current form. We show how our proposed method is different from the other methods, and that it overcomes the source-sensor location coincidence limitation. Theoretical analysis and experimental data will be used to motivate and justify the pursuit of the proposed approach for localization in a dispersive medium. Additionally, hammer impacts on an instrumented floor section inside an operational building, as well as finite element model simulations, are used to evaluate the performance of the algorithm. It is shown that the algorithm produces promising results providing a foundation for further future development and optimization.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Mechanical Systems and Signal Processing - Volume 105, 15 May 2018, Pages 361-376
نویسندگان
, , ,