基于指纹地图的室内定位技术的设计与实现

发布时间：2017-09-23 08:24

  本文关键词：基于指纹地图的室内定位技术的设计与实现

  更多相关文章： 室内定位 指纹地图 接收分集 位置预估计 权重算法

【摘要】：随着物联网产业的迅速发展和基于位置服务应用的爆发式增长,无线定位技术特别是室内无线定位引起了人们的极大关注。本文正是顺应这样的趋势,研究并开发了一套基于复杂环境的WIFI室内定位系统,用以提供高精度、快速、稳定的无线定位服务。文中详细阐述了无线定位技术的发展现状和理论基础,首次提出并采用接收分集技术来提高接收信号的质量,在增加相对较少成本的基础上,使信号强度值的稳定度大幅上升,最大限度的降低了WIFI信号波动性对定位精度的影响。本文对定位精度最高的指纹地图法进行深入研究,将权重值的概念引入K阶最近邻算法,从根本上消除了原算法中计算结果呈离散分布所带来的系统误差。本文还创新性地提出了一种基于位置预估计的核函数改进算法,在概率算法前加入位置预估计过程,极大降低了计算时间,使定位速度得到大幅提高。由于位置预估计过程还对定位误差分布起到一定的平衡作用,所以系统的定位精度和稳定性也有不同程度的上升,系统性能得到优化。在理论研究的基础上,论文还介绍了整个系统的软硬件实现过程,提供了一整套可供工程应用参考的解决方案。通过系统的实地测试和测量数据的统计分析,比较了各种方案的定位性能,同时结果也肯定了改进算法在定位精度、定位速度和稳定性三个方面的优良性能。最后,总结了本次设计工作取得的成绩和不足,为后续研究的方向提出建议。
【关键词】：室内定位 指纹地图 接收分集 位置预估计 权重算法
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 研究背景11-15
• 1.2.1 全球定位系统11-12
• 1.2.2 室内无线定位系统12-14
• 1.2.3 室内无线定位系统性能比较14-15
• 1.3 研究意义15-16
• 1.4 主要研究内容与创新点16-17
• 1.5 论文结构安排17-18
• 第二章 室内无线定位技术的研究现状18-28
• 2.1 基于信号时间测量的定位技术18-20
• 2.1.1 三边定位法18-20
• 2.1.2 距离测量20
• 2.2 基于信号强度测量的定位技术20-23
• 2.2.1 几何法21-22
• 2.2.2 指纹地图法22-23
• 2.2.3 神经网络法23
• 2.3 主要指纹地图定位算法23-27
• 2.3.1 确定性算法23-25
• 2.3.2 概率算法25-27
• 2.3.3 定位算法性能比较和分析27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 影响无线定位精度的主要因素28-34
• 3.1 信号的不稳定性28-31
• 3.1.1 建筑物墙体28-29
• 3.1.2 人体29-31
• 3.2 信号的其它特性31-32
• 3.2.1 信号的相关性31-32
• 3.2.2 信号的时变性32
• 3.3 算法引入的误差32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第四章 室内无线定位系统理论研究34-46
• 4.1 基于接收分集技术提高稳定度的改进法34-38
• 4.1.1 差分AP法34-36
• 4.1.2 接收分集改进法36
• 4.1.3 性能分析36-38
• 4.2 基于指纹地图权重值的K阶最近邻改进算法38-41
• 4.2.1 K阶最近邻算法分析39
• 4.2.2 改进算法思路39-41
• 4.3 基于指纹地图位置预估计的核函数改进算法41-44
• 4.3.1 核函数算法分析41-43
• 4.3.2 改进算法思路43-44
• 4.4 本章小结44-46
• 第五章 指纹地图定位系统仿真分析和方案论证46-57
• 5.1 系统模型的架构46-47
• 5.2 定位方案设计47-51
• 5.2.1 基于欧氏距离的K阶最近邻算法（权重计算法）47-48
• 5.2.2 基于曼哈顿距离的K阶最近邻算法（权重计算法）48-49
• 5.2.3 高斯核函数算法49-50
• 5.2.4 基于位置预估计的高斯核函数改进算法50-51
• 5.3 仿真结果分析51-56
• 5.3.1 未引入高斯白噪声51-54
• 5.3.2 引入高斯白噪声54-56
• 5.4 本章小结56-57
• 第六章 WIFI无线定位系统设计方案57-63
• 6.1 系统概述57
• 6.2 系统硬件架构57-59
• 6.3 总体设计方案59-60
• 6.4 系统实现60-62
• 6.4.1 测试环境搭建60-61
• 6.4.2 定位软件实现61-62
• 6.5 本章小结62-63
• 第七章 测量结果与分析63-67
• 7.1 定位精度63-65
• 7.2 定位速度65-66
• 7.3 本章小结66-67
• 第八章 总结与展望67-70
• 8.1 工作总结67-68
• 8.2 工作展望68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-75

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