Doppler Effect Mitigation for High-Speed Train Localization With UWB/IMU Fusing

计算机科学 多普勒效应 雷达跟踪器 动目标指示 计算机视觉 遥感 人工智能 无线 信号处理 弹道 杂乱 信噪比(成像) 多普勒雷达 时频分析 多普勒频率 匹配滤波器 脉冲多普勒雷达 声学 目标捕获 噪音(视频) 算法
作者
Wan-Ning He,Xin-Lin Huang,Zhongwei Xu,Cheng Li,Shui Yu
出处
期刊:IEEE Transactions on Wireless Communications [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:25: 13606-13618
标识
DOI:10.1109/twc.2026.3671368
摘要

Accurate location information is an essential prerequisite for location-based service and operation safety in railways. Ultra wide band (UWB) fused with inertial measurement unit (IMU) has been thought as a promising localization technique for trains. However, due to trains’ high speed, ranging results from UWBs are seriously influenced by Doppler effect. Most existing work focused on Doppler effect mitigation in single round of communication, but ignored its negative impact on two-way time of flight (ToF) and fusion performance. In this paper, we propose an adaptive fusion model with ranging rectifications for high-speed trains. Firstly, two-way ToF ranging errors caused by Doppler effect are studied. Secondly, Doppler effect is mitigated effectively, with prior information of trains’ states in time series. Finally, an adaptive UWB/IMU fusion scheme is proposed, where residual errors of UWB observations after Doppler effect mitigation are modeled by a closed-form expression. Simulation results show that, regarding single time-slot localization, the proposed ranging rectification algorithm outperforms four typical algorithms, with gains of 78.42%, 60.22%, 58.09%, and 28.38%, in terms of RMSE. Regarding continuous localization with temporal correlation, the proposed adaptive fusion model achieves gains of 75.07%, 73.27%, 53.52% and 70.02%. Furthermore, its effectiveness is verified in practical platform.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
陶醉雪一应助Kelley采纳,获得10
1秒前
wzZ发布了新的文献求助10
1秒前
KDC发布了新的文献求助10
1秒前
小安完成签到,获得积分20
1秒前
laying完成签到,获得积分20
2秒前
凯哥完成签到,获得积分10
4秒前
suiyi发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
机灵道罡完成签到,获得积分10
7秒前
KDC完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
陈雨完成签到,获得积分10
8秒前
ye完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
滴滴滴完成签到,获得积分20
10秒前
Akim应助彦祖采纳,获得10
11秒前
11秒前
Au_举报飘逸的怀蕾求助涉嫌违规
11秒前
12秒前
13秒前
14秒前
晚风发布了新的文献求助10
15秒前
ZzSHhh完成签到,获得积分10
15秒前
帮帮邦邦发布了新的文献求助10
15秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
zhang123笛完成签到,获得积分10
16秒前
丘比特应助南宫问天采纳,获得10
16秒前
栗子完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
发财完成签到,获得积分10
17秒前
cherry发布了新的文献求助10
17秒前
想学完成签到,获得积分10
18秒前
laying关注了科研通微信公众号
18秒前
20秒前
晚风发布了新的文献求助10
20秒前
云辞忧发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Structural Geology: A Quantitative Introduction 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7216639
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8848176
关于积分的说明 18672361
捐赠科研通 6872864
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3185098
关于科研通互助平台的介绍 2346933
邀请新用户注册赠送积分活动 2159383