基于WiFi与惯性技术的行人室内定位方法研究与系统实现

发布时间：2019-11-09 15:04

【摘要】：近年来,随着移动互联网技术和基于位置服务LBS(Location Based Services,LBS)的快速发展与普及,人们对室内位置服务需求也与日俱增。传统单一定位技术由于自身局限性,己无法满足人们在复杂室内环境中的定位需求,采用多种定位技术融合定位己经成为室内定位领域的研究热点。本文围绕具有位置服务功能的WiFi定位和惯性测量定位关键技术开展研究,重点涵盖基于模拟位置指纹库的WiFi定位系统实现、基于惯性传感器的行人航迹推算PDR(Pedestrain Dead Reckoning,PDR)定位系统实现和二者定位方法的融合应用。论文主要工作和创新点如下:在WiFi位置指纹定位方面,由于离线采集指纹数据需要耗费大量人力成本,本文总结几种WiFi室内传播模型,结合新检验模型和衍射模型,提出一种基于室内传播模型的模拟位置指纹库构建方法,并通过实验分析采集指纹库与模拟位置指纹库信号强度值的相关性,验证了模拟位置指纹库的准确性。在PDR定位方面,基于对惯性测量信号的分析,本文设计了一种可行的基于动态阈值波峰检测计步算法,实现行走过程中更高精度的步数统计。为了充分发挥WiFi位置指纹和PDR定位各自优势,本文实现了两种定位方法的融合算法,既可利用WiFi定位减小PDR定位的累积误差,又可通过PDR定位减小WiFi定位的不稳定现象。最后,本文基于Android平台设计并实现了基于WiFi和惯性测量融合室内定位系统,并在真实的室内环境里对该定位系统进行了测试与性能分析。通过移动终端采集实验数据,从模拟位置指纹定位精度和时间复杂度、三种定位轨迹对比等方面对该系统所提方法的可行性与有效性进行了验证和评估。实验结果表明本文提出的指纹库构建方法能有效解决指纹采集过程中人力成本耗费过大的问题,同时,多信息融合定位方法相比单一WiFi定位、PDR定位有着明显的优势。
【图文】：

于场景分析法的室内定位。的室内定位技术的定位方法，以无线信号室内传播过程的路径收点的欧式距离，实现定位。目前，基于距离me of Arrival，TOA）、到达时间差法（Time D法（Angle ofArrival,AOA）和无线信号传播模时间是一种形式上采用三角剖分来确定用户位确定已知位置的三个基准站的距离(如图 2.1 所转换为距离，但要求接收器知道传输的准确时换成距离，必须使用一个发送和接收协议。在用于解决位置问题。定位精度受到传播延迟误

图 2.2 WiFi 位置指纹定位流程图表 2.1 对以上基于距离测量的室内定位（主要包括 TOA、TDOA、AOA、传播模型）和基于场景分析法（指纹法）的定位技术在定位成本、人力成本、效率及环境影响程度等方面进行比较。表 2.1 基于 WiFi 的室内定位技术比较类别 成本 精度 人力成本 算法效率是否需要指纹数据受环境干扰TOA 高 较高 低 高 否 大TDOA 高 高 低 高 否 大AOA 高 较高 低 高 否 大传播模型法 低 中 中 高 否 很大指纹法 成本 精度 高 较高 是 大
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN92

【参考文献】

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1 陈淑敏;乔晓田;毛佳;徐元欣;;基于接收信号强度(RSSI)的室内二次定位方法[J];传感技术学报;2015年04期

2 文湘欣;黄勇;安文霞;;RFID室内定位算法与天线布设方案研究[J];西华大学学报(自然科学版);2015年02期

3 李燕君;徐凯锋;邵剑集;;利用众包更新Wi-Fi室内定位指纹库的方法研究[J];传感技术学报;2014年12期

4 李金凤;王庆辉;刘晓梅;曹顺;;基于MEMS惯性器件的行人室内定位系统[J];计算机测量与控制;2014年11期

5 徐潇潇;谢林柏;彭力;;基于WiFi信号强度特征的室内定位系统设计[J];计算机工程;2015年04期

6 赵世伟;马少池;吴书明;林洋;;红外线与超声波组合定位技术研究[J];价值工程;2014年14期

7 刘m:辛;孙建利;;基于能效的WLAN室内定位系统模型设计与实现[J];仪器仪表学报;2014年05期

8 石晓伟;张会清;邓贵华;;基于BP神经网络的距离损耗模型室内定位算法研究[J];计算机测量与控制;2012年07期

9 刘政;安旭东;张维伟;;AGPS技术及测试标准[J];现代电信科技;2012年05期

10 崔琪楣;邓金刚;张雪菲;;基于压缩感知的室内场景无线定位算法(英文)[J];中国通信;2012年04期

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1 李红丽;基于WiFi的室内定位技术的研究[D];北京交通大学;2014年

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本文编号：2558518