基于改进指纹算法的Wi-Fi指纹室内定位技术研究

发布时间：2017-12-21 05:04

  本文关键词：基于改进指纹算法的Wi-Fi指纹室内定位技术研究　出处：《吉林大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 室内定位 指纹算法 剔除干扰值 中误差 加权算法

【摘要】：随着无线通讯技术、智能设备的飞速发展,使得室内定位技术得到空前的发展。目前,出现了Wi-Fi指纹技术、惯性导航技术、蓝牙信标技术、超宽带定位技术等多种极具代表性的室内定位技术。在众多的室内定位技术之中,Wi-Fi指纹技术以其低成本性、与现有智能设备兼容性好等优点使其脱颖而出,成为研究的热点技术之一。然而,室内环境中人员流动性大、干扰源多变且无线信号自身存在不稳定性,指纹算法不能探测并剔除掉受干扰的信号源,若匹配运算中存在受干扰的信号源,则会严重影响室内定位的精度。因此亟需深入研究指纹技术匹配算法,改进指纹算法使其可以探测并剔除受干扰的信号源,从而提高Wi-Fi指纹技术的实用性。基于此,本文提出基于中误差的不稳定值检测算法以及基于指纹算法的加权改进法,以期达到提高室内定位精度和准确性的目的,并通过实测试验对比指纹算法、基于中误差的不稳定值检测算法、基于指纹算法的加权改进法在室内不同环境下的定位精度。除此之外,本文讨论了指纹算法中K的取值问题,并测试了无线信号在开阔环境下及室内环境下的发射规律。在总结前人研究成果并结合本文研究的基础上,取得如下研究成果:(1)无论在强信号区域还是弱信号区域,使用K=2的指纹算法进行室内定位可实现1-7m的室内定位精度,且达到4m以内定位精度的概率为80%以上。(2)在开阔环境下,Wi-Fi信号强度的距离分辨力为1-3m,距离分辨力的有效范围为15m以内,可用于定位的信号强度值应大于-65dbm。在室内情况下,Wi-Fi信号强度的距离分辨力比开阔环境下距离分辨力低,稳定性和信号强度值均比开阔环境中强。(3)由于室内环境中的遮挡物反射无线信号,因此在室内环境中信号强度随距离的衰减并不符合信号衰减公式,若使用Wi-Fi信号强度测距技术必须改进信号衰减公式。此外,若采用Wi-Fi指纹技术计算待定位置至各参考点“距离”时,K值取2的定位精度要优于K值取1的定位精度。(4)三种算法在强信号区域的定位精度均优于弱信号区域的定位精度。此外,在不同条件下使用不同的改进算法可以有效提高室内定位的精度和准确性。在Wi-Fi信号强度较强的环境中,由于中误差法可以剔除掉Wi-Fi信号强度自身的不稳定性误差以及人员流动对信号的遮挡误差,因此在该环境中采用中误差法可以提高室内定位的精度和准确性。在Wi-Fi信号强度较弱的环境中,由于加权法可以抑制弱Wi-Fi信号对精度的影响,增加强Wi-Fi信号对精度的影响,因此在该环境中采用加权法可以保证室内定位的精度和准确性。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN92

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