基于磁场序列匹配的室内定位方法分析与研究

发布时间：2021-03-09 14:41

　　近年来,基于位置的服务（LBS）在导航、监测、消息推送、购物引导等应用场景中迅速普及,产生了对精确室内定位技术的巨大需求。目前主流的定位方式是卫星定位。但是在室内,卫星信号受到建筑物遮挡而无法使用。基于磁场信息的室内定位技术由于其无需额外定位设施、定位精度较高、相对稳定等优点,逐渐成为研究的热点。由于单个位置的磁场值存在极为有限的特征,为了提高磁场定位精度,需要将行走过程中连续采集的磁场序列作为磁场特征值来提高识别度。这种基于磁场序列匹配的室内定位方法受到越来越多的关注。本文首先设计了一套室内定位系统的性能评估框架,选取了具有代表意义的三类磁场特性不同的典型场景,对现有算法在不同的场景下的性能进行了理论分析和实验仿真验证。我们的分析得到了以下三点结论。第一,通过对匹配过程运算复杂度的分析可知,定位精度对滑动窗口搜索的步进有较大的依赖,随着步进的增大迅速降低。第二,匹配长度在一定范围内增大可以提高定位精度,但是由于测量随机误差的存在,定位精度无法随着匹配长度的提高而无限增大,并且在同一位置磁场匹配长度增大,存在定位结果降低情况。第三,磁场特征选择对定位精度也具有很大影响,特征扩维应用在D... 

【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１磁场坐标与磁场特征［５３１??通过直角坐标系来描述在地球上的地磁场强度矢量ｒ，如图２－?１所示为磁??

?４５??图３－１基于滑动窗口磁场序列匹配??如图３－１所示，图中上部分为地磁图数据库备选序列Ｍ?＝??其中ｎ为地磁图的大小。下部分为待匹配的测试序列Ｘ?＝?｛ｘｐｘ２，．．．，ｘ，｝，／为所??２４??

３．５．１?数据采集??数据采集通过手机ＡＰＰ完成，实验使用联想Ｐｈａｂ?２?Ｐｒｏ作为磁场采集测试??手机。如图３－?２所示。采集的数据包扩三轴磁力计和三轴重力加速度。其中三??周磁力计作为磁场的信息，重力加速度用于辅助计算水平和垂直二维磁场特征??值。??？自动〇手动〇起点咖采集?已采集：０行０列??采样间隔?ｃｍ连续采集?Ｙ?０．０５ｓ?，??原点坐标Ｘ：?ｙ：?第一列终点坐标ｘ?ｙ：?〇??开始?清空位璽?扫描ｗｉｎ??校正结果：??图３－２数据采集ＡＰＰ界面??磁场数据库的采集是一个相对复杂的过程，为了减少时间和采集的复杂度，??我们通过连续行走采集数据的方法Ｐ１。在己知地标（坐标点）或平面图，假定??人行走是匀速运动。测试者以恒定的速度在两个地标（比如拐角、交叉口等）之??间行走。地标的位置在地图上是确定的，因此，两个地标间行走采集的磁场数据??就可以均匀映射到两个地标之间。因为人行走无法保证一定是匀速状态，因此相??对于逐点测量会带来一定的误差。为了减小测量带来的偏差，通过增加额外的地??标点

【参考文献】：
博士论文
[1]INS/地磁匹配组合导航系统技术研究[D]. 梁莹.哈尔滨工程大学 2010

硕士论文
[1]地磁匹配导航算法研究[D]. 吕云霄.国防科学技术大学 2010



本文编号：3073015