基于多源传感信息融合的室内拓扑挖掘系统的设计与实现

发布时间：2021-03-31 05:59

　　基于位置的服务在人类生活中扮演着重要角色,室外位置服务技术已经相对成熟,室内位置服务的需求也在日益增长。室内位置服务的前提是拥有精准的室内地图,而原始获取精准室内地图方法需要的人力、物力成本开销较高。随着智能设备的普及,集成各种传感器的智能手机已随处可见,我们可以利用智能设备中开放的可编程传感器接口,实现一种低成本的地图获取方式。地磁传感器、加速度传感器、陀螺仪等传感设备具有低功耗、高精度的特点,适用于室内这种复杂、更新频繁的场景。室内拓扑构建算法是当下热门的研究方向,本课题在PDR（Pedestrian Dead Reckoning）推断用户轨迹算法的基础上提出了基于多源传感信息融合的室内拓扑挖掘算法,提高了拓扑挖掘的精度,并结合了众包的模式,降低了拓扑挖掘的成本。本文根据软件工程的思想,对系统建设的流程进行严格把控。首先进行了系统的需求分析,确定了系统的功能性和非功能性需求;然后对系统进行了概要设计,包括设计系统架构和确定技术选型,并且对用户管理、数据管理、数据采集、拓扑挖掘四大功能模块进行了划分,除此之外还进行了系统数据库和通信接口设计;接下来对系统的核心模块进行了详细设计与实现... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１传感器的坐标系示意图??（ａ）手机坐标系（ｂ）大地坐标系??

２．２室内拓扑挖掘技术??室内拓扑挖掘技术是本系统的核心技术，本系统扩展了经典的室内拓扑挖掘??技术，实现了一个多源传感信息融合的室内拓挖掘系统。下面将分别介绍基于??ＰＤＲ的拓扑挖掘技术和基于众包的室内拓扑挖掘模式。??２．２．１基于ＰＤＲ的室内拓臟掘技术??ＰＤＲ的全称是Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ?Ｄｅａｄ?Ｒｅｃｋｏｎｉｎｇ，它是步行者航位推算的意思，算??法通过收集步行者的起点、步长、方向等信息就能推断出用户行走的轨迹，从而??用于室内拓扑结构的挖掘。??ＰＤＲ的原理如图２－２所示。已知步行起点Ｓｏ的坐标、第一步的前进方向山，??以及Ｓｏ到Ｓｉ这一步的步长，则可以计算出Ｓｉ的坐标，后面的步数采用同样的计??算方法，则可以计算出任意步Ｓｎ的坐标。??

位技术结合起来，可以大大提升仅依赖单项技术实现定位的准确性和可靠性。??当使用定位技术确定了设备与多个信标的距离后，需要计算出设备的位置，??三边定位算法【３４］是一种通用的定位算法，如图２－３（ａ）所示，己知三个信标的位置分??别是Ａ，?Ｂ，Ｃ，设备所在的位置Ｄ是未知的，并且各个信标到设备的距离Ｒ１，??Ｒ２和Ｒ３是己知的，则分别以信标的位置为圆心，以信标到设备的距离为半径画??圆，三个圆会相交于一点，这个交点就是设备的位置。但实际情况中，由于测量??会有误差，导致三个圆可能没有交于一点，而是相交于一块区域，如图２－３（ｂ）所??示，此时可以再配合使用其它算法解决，比如最小二乘法、三角质心法、极大似??然估计法等。??一．．．．．■￣?［（ｂ）?，??ｄｈ?＇?ｙ、??ｖｊｙ?ｖｊｙ??图２－３三边定位算法原理图??（ａ）三个圆交于一点（ｂ）三个圆交于一块区域??８??

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3110927