室内外协同定位导航关键技术研究

发布时间：2017-07-21 04:05

  本文关键词：室内外协同定位导航关键技术研究

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【摘要】：随着移动互联网时代的到来和移动设备的普及,人们现在每天的几乎离不开移动设备,如:手机、平板、智能手机、车载系统等。另外,线上到线下(online to offline,简写成O2O)的商业模式正引领着这个时代最广泛的商业革命。O2O现如今正全面的颠覆着人们生活的衣、食、住、行。例如,我们可以在网上购买衣服,然后叫快递把衣服邮寄到自己的住处。我们也可以在饿了的时候,搜索当前位置附近的外卖,然后叫外卖送到自己楼下。我们还可以在要出门之前叫好出租车到楼下来接我们。由此可见,基于位置的服务(Location Based Service,简写成LBS)是移动互联网和O2O的必备功能。其中,LBS可以分为室外的定位与导航和是室内的定位与导航。目前,几乎所有手机都配备了GPS服务。GPS为室外定位的精度可以达到10米,这个精度基本可以满足人们室外活动的要求了。此外,由于现在的大多数公共场合已经提供了WIFI服务,而人们的移动设备也都自带了WIFI接收器,WIFI在室内定位的研究也有了较深入的发展。然而,由于室内障碍颇多、人员走动随机、环境复杂多变的原因,WIFI信号会受到瑞利衰落,人体屏蔽的影响。WIFI室内定位的精度也一直是个问题。另外,在从室外到室内或者从室内到室外的情况下,连续可靠稳定的导航也是一个值得研究的问题。首先,本文将介绍一些关于地理信息系统和Arc GIS的相关知识,并利用Arc GIS构建地图服务,以及Android手机端访问地图服务的方法。这将为后面进行实验提供可视化的界面。另外,基于信号强度的WIFI定位已经被广泛的用于室内定位和导航了。本文将提出一种新的数据库指纹,它能够明显的提高WIFI单独室内定位的效果。本文还将介绍一种可用于室内和室外行走过程中实现定位和导航的融合系统。目前,借助于全球定位系统(Global Positioning System,简写成GPS),惯性导航系统(Inertial Navigation System,简写成INS)能够提供稳定的连续的室外定位和导航。为了保持系统长期可靠性和稳定性,在移动到室内时,无线局域网(Wireless Fidelity,简写成WIFI)定位可以取代GPS。并且,从INS得到的位置信息可以为WIFI定位提供先验信息。另外,对于步行导航的应用,本文提出的一种基于扩展卡尔曼滤波器的步进检测方法能够限制INS的累积误差。最后,本文对该融合系统进行了系统的测试,实验结果表明该系统具有可行性。
【关键词】：室内外 定位 导航
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92;TN713
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 选题背景及研究意义10-11
• 1.2 室外定位导航的发展及研究现状11-12
• 1.3 室内定位导航的发展及研究现状12-15
• 1.3.1 WIFI定位13
• 1.3.2 Zigbee定位13-14
• 1.3.3 RFID定位14
• 1.3.4 BT定位14-15
• 1.3.5 UWB定位15
• 1.4 本文的主要工作15-16
• 1.5 本文的组织结构16-17
• 第二章 相关技术和概念17-34
• 2.1 地理信息系统17-19
• 2.1.1 地理信息系统的构成17-18
• 2.1.2 地理信息系统的研究内容18-19
• 2.2 ArcGIS平台使用的相关知识19-27
• 2.2.1 ArcGIS for Desktop简介19-21
• 2.2.2 ArcGIS for Server简介21-23
• 2.2.3 地理数据模型23-27
• 2.3 Android软件开发平台27-33
• 2.3.1 Android许可证27
• 2.3.2 Android系统体系结构27-30
• 2.3.3 Android程序中的MVC（Model View Controller）设计模式30-31
• 2.3.4 Android开发中的JNI31-33
• 2.4 本章总结33-34
• 第三章 地图服务的建立34-45
• 3.1 地图的绘制34-39
• 3.1.1 用于地图显示的坐标系34-36
• 3.1.2 地图图层的建立36-39
• 3.2 地图服务的发布与管理39-40
• 3.3 Android客户端访问地图服务40-44
• 3.3.1 ArcGIS SDK for Android40-42
• 3.3.2 访问地图服务的实现42-44
• 3.4 本章总结44-45
• 第四章 室内外协同定位导航融合系统设计45-56
• 4.1 基于位置指纹匹配WIFI定位的原理45-51
• 4.1.1 训练阶段45-46
• 4.1.2 定位阶段46-48
• 4.1.3 改进的指纹48-51
• 4.2 一种室内外协同定位导航融合系统51-55
• 4.2.1 系统误差模型51-52
• 4.2.2 扩展卡尔曼滤波器设计52-54
• 4.2.3 改进的WIFI定位54-55
• 4.3 本章总结55-56
• 第五章 室内外协同定位导航融合系统实验与分析56-70
• 5.1 WIFI单独定位实验56-62
• 5.1.1 实验步骤和指纹数据库的建立56-58
• 5.1.2 多样例定位实验58-60
• 5.1.3 单样例定位实验60-62
• 5.2 步行导航实验62-69
• 5.2.1 系统设置简介62-63
• 5.2.2 实验结果63-69
• 5.3 结语69-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-76

【参考文献】

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本文编号：571311