scholarly journals Accuracy Analysis in Sensor Networks for Asynchronous Positioning Methods

Sensors ◽  
2019 ◽  
Vol 19 (13) ◽  
pp. 3024 ◽  
Author(s):  
Álvarez ◽  
Díez-González ◽  
Alonso ◽  
Fernández-Robles ◽  
Castejón-Limas ◽  
...  

The accuracy requirements for sensor network positioning have grown over the last few years due to the high precision demanded in activities related with vehicles and robots. Such systems involve a wide range of specifications which must be met through positioning devices based on time measurement. These systems have been traditionally designed with the synchronization of their sensors in order to compute the position estimation. However, this synchronization introduces an error in the time determination which can be avoided through the centralization of the measurements in a single clock in a coordinate sensor. This can be found in typical architectures such as Asynchronous Time Difference of Arrival (A-TDOA) and Difference-Time Difference of Arrival (D-TDOA) systems. In this paper, a study of the suitability of these new systems based on a Cramér-Rao Lower Bound (CRLB) evaluation was performed for the first time under different 3D real environments for multiple sensor locations. The analysis was carried out through a new heteroscedastic noise variance modelling with a distance-dependent Log-normal path loss propagation model. Results showed that A-TDOA provided less uncertainty in the root mean square error (RMSE) in the positioning, while D-TDOA reduced the standard deviation and increased stability all over the domain.

Author(s):  
Chandler J. Panetta ◽  
Osama N. Ennasr ◽  
Xiaobo Tan

Abstract The problem of localizing a moving target arises in various forms in wireless sensor networks. Deploying multiple sensing receivers and using the time-difference-of-arrival (TDOA) of the target’s emitted signal is widely considered an effective localization technique. Traditionally, TDOA-based algorithms adopt a centralized approach where all measurements are sent to a predefined reference node for position estimation. More recently, distributed TDOA-based localization algorithms have been shown to improve the robustness of these estimates. For target models governed by highly stochastic processes, the method of nonlinear filtering and state estimation must be carefully considered. In this work, a distributed TDOA-based particle filter algorithm is proposed for localizing a moving target modeled by a discrete-time correlated random walk (DCRW). We present a method for using data collected by the particle filter to estimate the unknown probability distributions of the target’s movement model, and then apply the distribution estimates to recursively update the particle filter’s propagation model. The performance of the distributed approach is evaluated through numerical simulation, and we show the benefit of using a particle filter with online model learning by comparing it with the non-adaptive approach.


Sensors ◽  
2021 ◽  
Vol 21 (6) ◽  
pp. 1934
Author(s):  
Piotr Wojcicki ◽  
Tomasz Zientarski ◽  
Malgorzata Charytanowicz ◽  
Edyta Lukasik

Regarding wireless sensor network parameter estimation of the propagation model is a most important issue. Variations of the received signal strength indicator (RSSI) parameter are a fundamental problem of a system based on signal strength. In the present paper, we propose an algorithm based on Bayesian filtering techniques for estimating the path-loss exponent of the log-normal shadowing propagation model for outdoor RSSI measurements. Furthermore, in a series of experiments, we will demonstrate the usefulness of the particle filter for estimating the RSSI data. The stability of this algorithm and the differences in determined path-loss exponent for both method were also analysed. The proposed method of dynamic estimation results in significant improvements of the accuracy of RSSI values when compared with the experimental measurements. It should be emphasised that the path-loss exponent mainly depends on the RSSI data. Our results also indicate that increasing the number of inserted particles does not significantly raise the quality of the estimated parameters.


Author(s):  
Andrey Dudnik

Актуальність теми дослідження. Нині безпровідні сенсорні мережі є важливим інструментом для дослідження фізичного світу. Їхня важливість пов’язана з новими можливостями використання, завдяки таким характеристикам, як відсутність необхідності в кабельній інфраструктурі, мініатюрних вузлах, низькому енергоспоживанні, вбудованому радіоінтерфейсі, досить високій потужності передачі, відносно низькій вартості. Тому існує проблема створення нових засобів, що покращили б ефективність їх використання, що б дало змогу розширити сфери застосування. Постановка проблеми. У процесі розроблення таких систем розробникам доводиться вирішувати суперечність між зниження точності вимірювання відстані, зі зростанням дальності розташування об’єктів, обмеженою потужністю передавачів і дорогою вартістю спеціальних вузлів, що отримують точні координати із супутника. Наявність цих обмежень підвищує імовірність похибок при локалізації об’єктів у безпровідних сенсорних мережах. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті останні публікації у відкритому доступі, включаючи існуючі алгоритми вимірювання відстані та задачі енергоефективності передавачів. Виділення недосліджених раніше частин загальної проблеми. Підвищення точності вимірювання відстані заобів, що використовують існуючі алгоритми вимірювання відстані. Постановка завдання. Удосконалення методу вимірювання відстані пристроями безпровідних сенсорних мереж, шляхом застосування мікропроцесорних фазометрів. Виклад основного матеріалу. Локалізація об’єктів відбувається за допомогою методу TDOA (Time Difference of Arrival). Дані, що були одержані після використання цього методу, надсилаються до мікропроцесорного фазометра, який визначає період між фазами радіо- та ультразвукового сигналу, що є пропорційною величиною до відстані між об’єктами. Висновки відповідно до статті. Запропонований метод дозволяє покращити точність процесу локалізації об’єктів у безпровідних сенсорних мережах.


2020 ◽  
pp. 63-72
Author(s):  
Yu. Olefir ◽  
E. Sakanyan ◽  
I. Osipova ◽  
V. Dobrynin ◽  
M. Smirnova ◽  
...  

The entry of a wide range of biotechnological products into the pharmaceutical market calls for rein-forcement of the quality, efficacy and safety standards at the state level. The following general monographs have been elaborated for the first time to be included into the State Pharmacopoeia of the Russian Federation, XIV edition: "Viral safety" and "Reduction of the risk of transmitting animal spongiform encephalopathy via medicinal products". These general monographs were elaborated taking into account the requirements of foreign pharmacopoeias and the WHO recommendations. The present paper summarises the key aspects of the monographs.


Author(s):  
Petros Bouras-Vallianatos

Byzantine medicine is still a little-known and misrepresented field not only in the wider arena of debates on medieval medicine but also among Byzantinists. Byzantine medical literature is often viewed as ‘stagnant’ and mainly preserving ancient ideas; and our knowledge of it continues to be based to a great extent on the comments of earlier authorities, which are often repeated uncritically. This book presents the first comprehensive examination of the medical corpus of, arguably, the most important late Byzantine physician John Zacharias Aktouarios (c.1275–c.1330). The main thesis is that John’s medical works show an astonishing degree of openness to knowledge from outside Byzantium combined with a significant degree of originality, in particular, in the fields of uroscopy, pharmacology, and human physiology. The analysis of John’s edited (On Urines and On Psychic Pneuma) and unedited (Medical Epitome) works is supported for the first time by the consultation of a large number of manuscripts. The study is also informed by evidence from a wide range of medical sources, including previously unpublished ones, and texts from other genres, such as epistolography and merchants’ accounts. The contextualization of John’s works sheds new light on the development of Byzantine medical thought and practice, and enhances our understanding of the late Byzantine social and intellectual landscape. Finally, John’s medical observations are also examined in the light of examples from the medieval Latin and Islamic worlds, placing his medical theories in the wider Mediterranean milieu and highlighting the cultural exchange between Byzantium and its neighbours.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document