基于惯性导航的室内定位系统的研究

发布时间：2017-07-26 03:09

  本文关键词：基于惯性导航的室内定位系统的研究

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【摘要】：近年来,定位导航技术和基于位置的服务逐渐深入到生活的各个方面,给人们的生活带来快捷和方便。同时,人们对室内定位的需求日益迫切,也对定位的精度和连续性提出了更高的要求。然而,在城市环境中,由于人们使用定位服务的场景通常是室内,卫星定位系统由于信号遮挡、干扰等,定位的精度比较差甚至无法定位。因此在室内提供定位服务,需要采用室内定位技术。常见的室内定位技术有定位技术、蓝牙定位技术、定位技术、基站定位技术和行人航迹推算定位技术等。本文在智能手机大规模普及的条件下,结合智能手机内置的传感器对基于惯性导航的室内定位技术完成了以下工作:1.对目前基于惯性导航和地图匹配的室内定位算法进行了详细的研究,利用智能手机中的惯性传感器返回的数据以及地图中包含的信息实现室内定位服务,本文的惯性导航使用航迹推算方法实现定位功能,航迹推算方法的精度依赖于步数、步长和航向。根据惯性传感器收集的数据进行步态检测、动态步长估计以及确定航向,并在步态检测过程中采用多条件约束的波峰—波谷检测方法减少伪步态的识别。2.基于惯性导航的室内定位结果的行人航迹推算误差校正研究。由于传感器的精度和人为因素存在的误差累积,本文使用地图匹配算法进行消除,根据地图布局特征划分矢量域,修正方向传感器数据来纠正航向,并在关键点处进行点位校准,进一步提高定位精度。3.设计和实现基于惯性导航的室内定位系统,包括主界面模块、获取传感器数据模块、数据预处理模块、定位模块以及显示模块。并进行性能测试,该系统可以有效地实现高精度的室内定位,易于广泛运用和普及,具有较大的现实意义。
【关键词】：惯性传感器 惯性导航 地图匹配 室内定位
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN96
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 研究现状11-12
• 1.2.1 室内定位研究现状11-12
• 1.2.2 智能手机发展现状12
• 1.3 发展趋势12-13
• 1.3.1 室内定位发展趋势12
• 1.3.2 智能手机发展趋势12-13
• 1.4 研究内容13
• 1.5 论文结构13-15
• 第2章 室内定位技术及Android系统综述15-22
• 2.1 室内定位技术综述15-18
• 2.1.1 基于短距离无线通信的室内定位15-17
• 2.1.2 基于惯性传感器的室内定位17
• 2.1.3 基于WiFi的室内定位17-18
• 2.2 Android综述18-21
• 2.2.1 Android系统简介18-20
• 2.2.2 Android程序开发20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 基于惯导的室内定位算法22-36
• 3.1 传感器数据22-23
• 3.1.1 加速度计22
• 3.1.2 方向传感器22-23
• 3.1.3 陀螺仪23
• 3.2 数据预处理23-27
• 3.2.1 消除重力影响23-25
• 3.2.2 坐标系转换25-26
• 3.2.3 数据封装26-27
• 3.3 惯性导航定位算法27-35
• 3.3.1 航迹推测算法27-28
• 3.3.2 步态检测28-31
• 3.3.3 步长估计31-32
• 3.3.4 航向估计32-33
• 3.3.5 地图匹配33-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 室内定位系统设计与实现36-58
• 4.1 系统整体架构36-38
• 4.2 主界面模块38
• 4.3 获取传感器数据模块38-42
• 4.4 数据预处理模块42-43
• 4.5 定位模块43-53
• 4.5.1 步态检测44-46
• 4.5.2 步长估计46
• 4.5.3 航向估计46-47
• 4.5.4 地图匹配与修正模型47-53
• 4.6 显示模块53-54
• 4.7 系统开发54-56
• 4.8 本章小结56-58
• 第5章 定位系统性能分析58-64
• 5.1 测试环境58
• 5.2 测试效果58-62
• 5.3 测试结果分析62
• 5.4 性能评价62-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第6章 总结与展望64-66
• 6.1 总结64
• 6.2 展望64-66
• 参考文献66-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 陈娇;陈玮;陆晓野;古文丽;;基于GPSOne和航位推算的定位算法研究[J];计算机与数字工程;2012年01期

2 杨学永;孔令富;吴培良;;智能空间辅助家庭服务机器人的定位方法[J];计算机仿真;2011年10期

3 倪巍,王宗欣;基于接收信号强度测量的室内定位算法[J];复旦学报(自然科学版);2004年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈伟;基于GPS和自包含传感器的行人室内外无缝定位算法研究[D];中国科学技术大学;2010年

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本文编号：574465