海上航行舱内人员实时定位系统探究.docx
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1、海上航行舱内人员实时定位系统探究摘要:传统系统采用PCA降维方法遭到噪声影响,造成系统定位不准确,为了解决该问题,提出了基于Isomap算法的实时定位系统研究。根据实时定位系统总体构造,采用型号为CC2431芯片设计移动节点,路由节点可实时接收来自移动节点模块信息,进行灵敏度分析可完成信息传递。接收舱室内各个路由节点信息,通过协调模块验证信息有效性。针对协调模块获取高维数据,采用Isomap算法对数据进行降维处理,根据降维后的数据集,对远距离海上航行舱内人员进行实时定位。通过实验结果可知,该系统最高定位精准度可到达75%,为航行舱内人员安全提供保障。关键词:Isomap算法;舱内人员;定位;P
2、CA降维方法;高维目前船舶逐步向大型化、复杂化方向发展,船舶内部通信也扑朔迷离,在航行经过中,需要检查舱室各个重要部位,而船舶本身具有复杂电路,环境闭塞,容易出现安全事故,加之船舶本身视频监控系统不能全方位监测整个舱内区域,因而建立一套远距离海上航行舱内人员实时定位系统特别必要1。人员实时定位系统的设计能够实现危险环境下人员身份识别和定位,通过监控获取的人员身份,可对危险情况进行预警,保证对人员集中化、信息化管理2。由于计算机技术在各行各业中发展迅猛,高维数据在日常生活中随处可见,高维数据的存在已经超越了人们的认知能力,传统系统采用PCA降维方法遭到噪声影响,造成系统定位不准确,因而,提出了基
3、于Isomap算法的实时定位系统研究。将高维数据降至低维空间,保证系统不遭到噪声影响,仍然保持非线性构造3。1系统硬件构造设计整个系统由移动节点、路由节点和协调模块组成。其中每个矩形都代表船舱的某个舱室,每个构造固定安装若干个节点,节点传输半径是根据舱室大小来确定的。由于船舱电磁环境相对复杂,为了降低系统之间的互相干扰,路由节点由以太网进行连接,构成一个树状网络构造,而协调器负责接收不同节点上传的信息,并汇总至上位机之中4。1移动节点模块使用型号为CC2431芯片设计移动节点,当携带移动节点进入到某个船舱舱室时,节点模块会间隔10s带有身份信息的广播,并请求参加网络。一旦路由节点接收到信息后,
4、需将本身位置信息以数据包形式传送至协调器之中,交由上位机进行分析。待上位机接收到全部请求之后,将新参加的移动节点分配物理地址,完成组网经过。此时,船舶人员由一个舱室移动到另一个舱室经过中,其携带的节点与当前节点分离,参加一个新的网络组织。2路由节点模块路由节点可实时接收来自移动节点的模块信息,通过灵敏分析完成信息的传递。在布置路由节点时,应充分考虑移动节点参加网络和脱离网络经过,并设定一个固有信号强度阈值,以此决定能否参加新网络或脱离现有网络。3协调模块协调模块是系统硬件中至关重要部分,相当于一个控制站,需要接收舱室内各个路由节点信息,并判定信息能否有效。将全部信息汇总到上位机中进行分析,接收
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