基于模糊推理的室内定位方法研究

发布时间：2017-06-11 06:04

  本文关键词：基于模糊推理的室内定位方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来随着无线通信技术的发展,人们对定位服务的需求日渐增加,其在导航、急救、信息传递等领域的应用不断加深。国内外的众多公司和专家学者在定位领域进行了大量的研究工作,取得了令人瞩目的成果。在室外环境中,GPS全球定位系统(Global Positioning System)已经十分成熟,可以解决大多数的定位和导航需求。但是由于卫星信号无法穿透建筑物,并且室内环境复杂多变,多径效应和非视距干扰严重,导致通常的室外定位方法不能取得很好的定位效果,因此需要提出有针对性的室内定位算法。由于在室内环境下难以建立高精度的信号传播模型,参数化方法在室内定位环境中不能取得满意的效果,所以室内定位更多的使用非参数化方法,如位置指纹匹配方法。本文在已有的基于信号接收强度的位置指纹匹配方法的基础上,针对室内环境信号传播的不规则性和不确定性,结合模糊推理的方法,实现了基于模糊推理的室内定位算法,并且使用模糊隶属度信息训练模糊规则的方法,对原有算法进行了改进,取得了良好的室内定位效果。本文的主要研究内容和具体工作如下:(1)通过阅读和学习室内定位技术的相关书籍文献,分析了现有室内定位技术的优缺点,确定了以使用信号接收强度作为位置指纹信息的非参数化定位算法作为研究的对象。(2)介绍了模糊理论和模糊推理系统的相关知识,针对室内定位的特点,将模糊理论与室内定位算法结合起来,为基于模糊推理的室内定位算法的实现提供了理论支持。(3)实现了基于模糊推理的室内定位算法,通过构建模糊推理系统并使用牛顿迭代法求解模糊方程组来完成定位。利用离线阶段采集的指纹数据库对模糊推理系统进行训练,得到模糊规则及其可信度,作为模糊推理的依据。详细叙述了算法的原理和实施步骤,并通过对比仿真实验证明了算法的有效性。(4)对全文的工作做出总结,并提出下一步优化和改进的研究方向。
【关键词】：室内定位 接收信号强度 指纹定位 模糊推理 牛顿迭代法
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92;TP18
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 选题背景10-12
• 1.2 研究的价值和意义12-13
• 1.3 研究目标和主要工作13-14
• 1.4 论文组织结构14-16
• 第二章 室内定位方法概述与分析16-26
• 2.1 室内定位技术16-19
• 2.2 室内定位算法分析和比较19-25
• 2.2.1 常见室内定位算法19-22
• 2.2.2 位置指纹定位方法22-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 模糊理论与模糊推理系统26-41
• 3.1 模糊数学的产生和发展26-27
• 3.2 模糊集合理论基础27-32
• 3.2.1 经典集合与特征函数27
• 3.2.2 模糊集合与隶属度函数27-29
• 3.2.3 模糊集合的运算29-31
• 3.2.4 模糊数31-32
• 3.2.5 模糊命题与模糊逻辑32
• 3.3 模糊推理的过程及特点32-35
• 3.3.1 模糊推理概述32-33
• 3.3.2 语言变量33
• 3.3.3 模糊规则库33-34
• 3.3.4 模糊蕴涵算子34-35
• 3.4 模糊推理系统构成35-40
• 3.4.1 模糊推理系统的分类35-36
• 3.4.2 模糊推理系统的结构36-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 基于模糊推理的室内定位算法41-68
• 4.1 模糊推理加权KNN算法41-48
• 4.1.1 模糊推理加权KNN算法原理41-42
• 4.1.2 模糊推理加权KNN算法的实现42-44
• 4.1.3 仿真结果对比44-48
• 4.2 基于模糊推理的室内定位算法48-58
• 4.2.1 模糊隶属度函数的划分49-50
• 4.2.2 模糊器的实现50
• 4.2.3 模糊规则的生成50-52
• 4.2.4 模糊推理的实现52-53
• 4.2.5 解模糊方法53-58
• 4.3 实验仿真结果及分析58-67
• 4.3.1 不同算法的对比59-61
• 4.3.2 模糊划分数量的影响61-62
• 4.3.3 指纹节点数量的影响62-64
• 4.3.4 DoI参数对定位误差的影响64-65
• 4.3.5 不同噪声下的定位误差对比65-67
• 4.4 本章小结67-68
• 第五章 总结与展望68-70
• 5.1 工作总结68
• 5.2 论文展望68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-75

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