无线室内定位的指纹地图自动构建算法研究

发布时间：2017-12-08 02:08

  本文关键词：无线室内定位的指纹地图自动构建算法研究

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【摘要】：根据研究资料表明,人类活动的80%以上的时间都处在室内环境下,人们在室内的时间远远高于室外,这使得室内定位市场蓬勃发展、需求日益提高。近15年来,室内定位技术不仅一直是学术界的热门话题,而且在商业领域也是备受青睐。室内定位发展了这么多年,方法可谓是百花齐放。但是,在智能终端快速发展与无线网络大规模部署的背景下,在基于指纹的室内定位技术自身优点的前提下,基于WiFi的指纹室内定位方法已经成为室内定位服务的首选。指纹定位中不可缺少的现场勘测环节,是用来构建指纹地图(RadioMap),然而这往往需要耗费大量人工与时间,这极大的限制了指纹室内定位技术的发展和适用范围。因此,如何提高Radio Map的构建效率、降低构建成本,具有十分重要的意义。本文运用群智感知的思想,将大量普通用户的移动轨迹与无线信号强度结合起来,设计了一种无线指纹地图自动构建的方法,普通室内用户在无意识的情况下便能完成原本需要专业人员通过专业设备才能完成的现场勘测任务,成功的取消了现场勘测环节,极大的降低了构建RadioMap的成本以及无线指纹定位的部署代价。真实环境下的实验证明了该方法的可行性,自动构建的Radio Map与人工勘测得到的性能相当。本文的研究重点在于用户移动轨迹的生成以及Radio Map的自动构建,主要研究内容如下:1.对室内定位技术的研究现状进行了综述和分析,说明了基于WiFi的指纹室内定位方法较其他方法的优越之处,并指出降低指纹地图构建成本的重大意义,进而剖析目前这方面所做工作的不足之处。2.提出基于动态阈值的自适应 FSM-DTW(Finite-state Machine and Dynamic Time Warping)计步算法,利用加速度幅值分类出人体不同的运动状态,在不同的运动状态下分别运用动态阈值的自适应FSM计步算法进行计步,最后通过DTW算法对计步结果进行去噪。通过实验证明了该算法能够对人体运动实现准确的计步,有助于自动构建指纹地图。3.RadioMap的自动构建运用了群智感知的思想,利用用户日常生活与工作时收集到的移动轨迹与指纹信息,并提出一种基于不可测距离构建的降维算法IDR-MDS(Multidimensional Scaling Based on Immeasurable Distance Reconstruction)用以生成指纹空间,随后将指纹空间映射到物理位置空间中使得指纹点与物理位置标注到一起,进而构建出RadioMap。实际环境中的实验表明该方法构建的RadioMap与传统方法下构建的性能相当。
【学位授予单位】：广西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN92

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本文编号：1264628