基于移动设备的室内定位技术研究

发布时间：2017-05-25 22:12

  本文关键词：基于移动设备的室内定位技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来，，随着无线电技术和无线局域网技术的进步，以及定位服务需求的增加推动了定位技术的发展。在开阔的室外环境中，全球定位系统GPS提供了非常精确的定位信息，然室内由于其环境的特殊性，当前的一些用于室外定位的系统很难移植到室内定位应用。同时，人们对室内定位信息的需求也与日俱增，机场、展厅、写字楼、地下停车场、监狱、等都需要使用准确的室内定位信息，对可用空间和库存物资实现高效的管理。因此室内定位具有广阔的应用前景，是当前研究的热点。 鉴于室内定位技术的应用于室内场合的特点，针对定位技术中测距这一关键环节，采用手机这一成熟商用移动设备，研究了一种基于移动设备的两点间测距技术。借鉴TDOA中到达时间差的思路，在现有手机硬件配置的基础上，采用双向感知、自我记录、样本计数等措施，实现了基于移动设备的两点间测距，同时避免了传统测距过程中对设备时钟同步的要求，并且对该测距技术进行了分析和验证。 针对两个固定收发设备和一个移动设备组成的室内定位系统，在采用本文测距方案获得移动设备信号到达两个收发设备的时间差的基础上，结合AOA估计算法，形成一种TDOA/AOA混合定位方案。重点研究该定位方案的Taylor级数展开估计算法和Kalman滤波估计算法。以提高求解精度为主要目的，针对多种不同环境下该方案及其两种求解算法的性能进行理论分析和仿真实验比较，验证算法对环境的适应性和定位精度。
【关键词】：室内定位 测距 移动设备 混合定位算法
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景及意义10
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势10-13
• 1.2.1 室内定位系统11
• 1.2.2 定位算法11-13
• 1.3 本文研究的主要内容13-14
• 第2章 室内定位方法与算法分析14-23
• 2.1 定位方法分析14-18
• 2.1.1 TOA 法14-15
• 2.1.2 TDOA 法15-16
• 2.1.3 AOA 法16-17
• 2.1.4 RSSI 法17
• 2.1.5 定位方法比较17-18
• 2.2 定位算法分析18-22
• 2.2.1 TDOA 双曲线模型18-19
• 2.2.2 最小二乘估计法19-20
• 2.2.3 CHAN 氏算法20-21
• 2.2.4 定位算法比较21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第3章 移动设备两点间测距技术研究23-41
• 3.1 测距方案的论证23-24
• 3.2 基于移动设备的两点间测距方法24-29
• 3.2.1 系统组成24-25
• 3.2.2 测距步骤与原理分析25-29
• 3.3 测距方法的实现29-34
• 3.3.1 声音样本的预处理29-32
• 3.3.2 短时能量和平均过零率32-33
• 3.3.3 双门限值端点检测33-34
• 3.4 实验结果及分析34-40
• 3.4.1 硬件配置34
• 3.4.2 性能指标34
• 3.4.3 实验环境34-35
• 3.4.4 实验结果分析35-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 TDOA/AOA 混合定位技术研究41-62
• 4.1 基站天线阵列数学模型建立41-42
• 4.2 AOA 估计算法42-47
• 4.2.1 Capon 算法43
• 4.2.2 Music 算法43-45
• 4.2.3 Capon 算法与 Music 算法的比较45-47
• 4.3 数据融合 TDOA/AOA 混合定位算法47-53
• 4.3.1 基于 Taylor 级数展开的 TDOA/AOA 混合定位算法47-51
• 4.3.2 基于 Kalman 滤波的 TDOA/AOA 混合定位算法51-53
• 4.4 实验结果及分析53-61
• 4.4.1 定位精度的标准53-54
• 4.4.2 实验结果54-61
• 4.5 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文66-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 章磊;黄光明;;基于RSSI的无线传感器网络节点定位算法[J];计算机工程与设计;2010年02期

  本文关键词：基于移动设备的室内定位技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：395170