WLAN位置指纹室内定位技术

发布时间：2017-07-16 21:15

  本文关键词：WLAN位置指纹室内定位技术

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【摘要】：随着移动互联网的快速发展和智能终端的广泛普及,基于WLAN位置指纹的室内定位技术以其成本低、定位精度高、使用范围广等优点已经成为近年来位置服务领域的研究热点。本文对WLAN位置指纹室内定位技术进行了深入研究,包括分析找出定位时关键的影响因素并设计了相对应的解决方法,通过与传统定位方法比较和实验测试分析,证明了本文提出的方法具有较强的可行性,具体工作如下：一、分析研究了室内定位中的关键影响因素,分析了定位过程中无人走动、单人走动及多人走动等情况下人体遮挡程度和终端设备距离之间的关系,接着分析了WiFi信号强度随着空间距离变化时的变化规律。确定了指纹采样点采样间距、部署接入点AP的数量、接入点AP的布局方式及采样信号的数目。同时,对RSS信号的预处理以及查询离线数据库时RSS阈值的确定等问题也进行了深入的研究,为实现更精准的定位提供了依据。二、重点围绕提高室内定位精度和稳定性进行研究,针对定位过程中定位用户自身的遮挡及各个AP信号波动的影响,设计了基于方向传感器数据的方位优先定位算法。其基本原理是首先把采集的当前终端设备中方向传感器数据转换为实际方位信息,接着根据该方位信息及接入点AP的布局就可以找出并确定当前情况下要过滤掉的某个接入点AP,最后利用过滤后的接入点AP进行离线数据库的创建与在线定位。该算法同时结合了数据滤波、数据动态变化查询及最优AP定位等思想来提高定位的精确性和稳定性。实验结果表明,该算法可以有效消除定位过程中定位用户自身的遮挡问题,提高了定位系统的精确性；同时,定位阶段优先采用波动性较小的三个接入点AP进行数据库查询,然后根据查询到的采样点数目这一反馈信息来决定是否利用剩余的AP进行定位查询,这样既可以确保在采样点密集的区域控制查询到的采样点数目,降低了系统的计算量,又可以确保在采样点稀疏的区域查询到采样点,提高了定位系统的稳定性。三、设计并实现了一个基于Android平台的室内定位系统,该系统采用基于服务器的系统结构,算法采用文中提出的方位优先定位法。通过实际环境中的测试表明,本算法有着较高的精度和稳定性。
【关键词】：室内定位 位置指纹 稳定接入点 方位信息 无线局域网
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN925.93
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 室内定位技术研究背景10-11
• 1.2 室内定位技术研究现状11-14
• 1.2.1 超声波室内定位系统11-12
• 1.2.2 红外线室内定位系统12
• 1.2.3 射频信号的室内定位系统12-14
• 1.3 本文的组织结构14-16
• 第2章 WLAN位置指纹定位技术理论基础16-27
• 2.1 室内定位技术综述16-18
• 2.1.1 相关工作介绍16-17
• 2.1.2 基本原理与定位流程17-18
• 2.2 典型的WLAN位置指纹定位算法18-22
• 2.2.1 人工神经网络法18-20
• 2.2.2 支持向量回归法20-21
• 2.2.3 最近邻法21
• 2.2.4 朴素贝叶斯法21-22
• 2.3 典型的滤波算法22-26
• 2.3.1 Kalman滤波23-24
• 2.3.2 α-β滤波24-25
• 2.3.3 粒子滤波25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 室内定位中的关键因素分析与研究27-40
• 3.1 实验平台27-29
• 3.2 WiFi信号特征分析29-33
• 3.2.1 接收信号与距离之间的关系29-30
• 3.2.2 人对接收信号的影响30-32
• 3.2.3 信号稳定性分析32-33
• 3.3 误差影响因素分析33-36
• 3.3.1 室内定位平均误差34
• 3.3.2 采样点网格大小的误差影响34
• 3.3.3 AP数目对误差的影响与AP布局34-36
• 3.4 WiFi信号预处理36-39
• 3.4.1 WiFi信号采集36-37
• 3.4.2 WiFi信号滤波处理37-38
• 3.4.3 参考值的阈值确定38-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 方位优先定位算法研究40-49
• 4.1 方位优先定位算法简介40-41
• 4.2 方位优先定位算法实现41-44
• 4.2.1 定位流程41-43
• 4.2.2 算法实现43-44
• 4.3 实验结果及性能分析44-48
• 4.3.1 数据预处理测试45-46
• 4.3.2 定位系统性能测试46-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第5章 定位系统的设计与实现49-56
• 5.1 系统总体设计49-50
• 5.1.1 系统测试平台介绍49
• 5.1.2 系统体系结构49-50
• 5.2 系统设计开发50-53
• 5.2.1 系统硬件平台50-51
• 5.2.2 服务器端开发51
• 5.2.3 Android客户端开发51-53
• 5.3 系统性能测试53-54
• 5.3.1 测试环境54
• 5.3.2 系统测试54
• 5.4 本章小结54-56
• 结论56-58
• 本文工作总结56-57
• 未来工作展望57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-63
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录63

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本文编号：550583