基于多传感器的安卓平台室内导航技术研究

发布时间：2017-10-02 10:31

  本文关键词：基于多传感器的安卓平台室内导航技术研究

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【摘要】：无线通信技术的快速发展,给人们的生活带来了很多便利,也增加了人们对基于位置服务的需求。传统的GPS室外导航定位技术,经过几十年的发展已经逐渐趋于成熟。GPS信号在穿过室内建筑物后会被严重削弱,故很难用于室内导航定位。而智能手机中的加速度传感器,方向传感器,NFC的快速普及,为室内导航定位技术提供了新的思路。本文的研究对象是基于惯性传感器的室内定位技术,受NFC芯片能够在短距离和短时间内快速交换数据特点的启发,提出了在安卓平台上基于NFC校正的多传感器室内定位方法。本文的具体工作主要包括以下几个方面:(1)分析了当前常用的导航定位地图源,百度地图,高德地图,谷歌地图优缺点。这三种地图源为了保证提供的地图数据的有效性和可靠性,个人用户无法对这些地图进行自定义编辑。因而选择了开源的地图OpenStreetMap作为本系统的室内地图,并且使用JOSM编辑了矢量的点,线,面室内结构,并上传到后台地图服务器中。(2)设计了多传感室内定位算法。通过对人行走的过程中加速度的变化进行了分析,在垂直方向上会有周期性的最大值和最小值,将加速度传感器三个方向的加速度提取出来,垂直方向的加速度并没有显示出明显的周期性变化,选用整个加速度的值来替代垂直方向加速度。为了提高系统对行走过程中计步的精度,通过分析选用了峰值检测法。以人行走整个过程为研究对象,形成了步数检测算法。使用方向传感器测量行走的航向,考虑到方向传感器精度不高,为了确保定位结果的精度,在行走过程中应该尽量保持移动终端朝向的稳定。通过对比分析四种步长模型,常数步长估算模型,人工智能步长模型,线性步长估算模型和非线性步长估算模型的优点和缺点,在移动终端上实现的难易程度和计算步长精度,选择了非线性步长估算模型中的Weinberg来进行步长的估算。(3)多传感器室内导航系统的实现主要由两部分组成,一部分是硬件,包括手机移动终端和NFC标签,另一部分是Android应用的开发环境。分析了多传感器室内导航系统的架构及IndoorNavigation工程文件中每个包的功能。整个系统按功能设计可以分为三个模块,地图显示模块、多传感器定位模块、NFC校正定位模块,分析了这三个模块的功能及相互之间联系,数据交互。对室内导航系统的测量步数,测量距离,导航功能和NFC校正定位功能进行了测试。通过对室内定位测试和NFC校正定位功能结果进行分析,除去异常样本,整个室内导航系统大致能够满足用户日常生活的精度要求。
【关键词】：多传感器 室内导航 NFC校正 Android平台
【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;TP212.9
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本文编号：959144