室内多层环境三维导航方法研究
发布时间：2021-01-12 06:46
室内导航关键是多层室内定位技术和多层路径规划。基于无线网络（Wireless-Fidelity,WiFi）的接收信号强度（Received Signal Strength Indication,RSSI）的定位算法,充分利用了广泛布置的无线网络基础设施,成为本文定位技术的出发点。同时,提出一种普适性的多层路径规划方案也是另一项研究重点。论文对基于WiFi的RSSI的多层导航技术进行较为全面的研究。（1）针对定位离线阶段采集指纹时间较长的问题,提出基于混合蛙跳算法的改进克里金插值的指纹库构建方法。本文通过采集一半的采样点,插值构建完整的位置指纹库,并证明混合蛙跳算法对克里金变异函数的优化程度均优于最小二乘法。在保证定位精度的前提下,降低50%构建位置指纹库的时间。（2）针对多楼层室内定位问题,提出基于仿射聚类和轨迹追踪的室内三维定位方案。论文将仿射传播聚类应用于多层室内定位离线过程中,在线定位使用类匹配的粗定位和基于WKNN算法的精定位,再将定位轨迹进行卡尔曼滤波得到更接近于真实位置的轨迹。在楼层定位过程中,提出匹配各指纹库聚类首领的楼层定位方案,并进行验证。最后证明,引进仿射传播聚类后...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
信号传播路径示意图
中国民航大学硕士学位论文14图2-6信号传播路径示意图将x轴和y轴构成的长方形区域A以0.01m的致密网格划分，根据式(2-25)计算所有网格点特定高度上的所有RSSI并保存，得到的集合记为RSSI仿真环境数据集，其中所使用的6个AP种的某个AP的RSSI在整个空间的分布特征如图2-7所示，明显RSSI在AP点附近最强，距离越远，信号值越小；同时，距离与RSSI值不是简单的对数关系，某种程度可以代表复杂的现实情况。以间隔1m正方形网格划分区域，模拟离线阶段数据采集过程，将仿真环境数据集中的数据提取保存，构成位置指纹库。随机在仿真环境数据集中采集200条信息，构成测试集，模拟在线过程，测试2.2.3中6种位置指纹匹配算法性能，得到最适合单楼层二维环境下定位的算法。图2-7仿真空间某AP的RSSI分布情况
中国民航大学硕士学位论文18集信号。用于移动搜集信号，不记录任何数据坐标信息。每次手机触摸停止搜集信号后，对于每个RP位置处均可形成一个csv文件，记录物理位置信息，采集的次数，每次采集的各AP的RSSI值，称为待处理初始指纹数据。本章采用学校某建筑2、3、4楼为典型室内环境，RP位置越密集，获得更高定位精度的可能越大，但工作量就越多。考虑定位精度和工作量，采用2m2m正方形网格划分各楼层道路联通区域，每一个RP位置用蓝色圆点表示，物理位置的坐标x轴和y轴单位均为m，具体RP位置分布情况如图3-2所示。(a)2楼参考点位置分布(b)3楼参考点位置分布(c)4楼参考点位置分布图3-2各楼层参考点位置分布情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合蛙跳算法自适应参数调整改进策略[J]. 肖莹莹,林廷宇,李伯虎,侯宝存,施国强. 系统工程与电子技术. 2016(08)
[2]引入导航网格的室内路径规划算法[J]. 林巍凌. 测绘科学. 2016(02)
[3]一种基于高斯滤波的二维自准直仪目标中心的精确定位算法[J]. 董彦维,罗晓春,贺永喜,卫瑞,刘希强. 光电技术应用. 2015(05)
[4]基于无线局域网的位置定位技术研究和发展[J]. 郎昕培,许可,赵明. 计算机科学. 2006(06)
[5]基于单片机的红外超声室内定位系统[J]. 鲁琦,殳国华. 微处理机. 2006(02)
博士论文
[1]基于图论的机器学习算法设计及在神经网络中的应用研究[D]. 屠恩美.上海交通大学 2014
[2]基于位置指纹的WLAN室内定位技术研究[D]. 孙永亮.哈尔滨工业大学 2014
[3]基于信号强度的WLAN室内定位跟踪系统研究[D]. 陈淼.武汉大学 2012
[4]基于压缩感知的RSS室内定位系统的研究与实现[D]. 冯辰.北京交通大学 2011
硕士论文
[1]基于WiFi定位的指纹数据库压缩技术研究[D]. 刘旻.南京邮电大学 2018
[2]基于WiFi和惯性传感器室内融合定位研究[D]. 任广海.南京邮电大学 2018
[3]基于WiFi的室内定位技术研究[D]. 谢叶.电子科技大学 2018
[4]基于位置指纹的WLAN室内定位技术研究与实现[D]. 郭悦.北京工业大学 2015
[5]室内导航路径规划算法的实现研究[D]. 梁焰松.华中科技大学 2015
[6]室内导航系统的设计与实现[D]. 贺昶玮.北京交通大学 2013
[7]典型城市路网中最短路径算法研究及实现[D]. 王世明.山东大学 2012
[8]基于蓝牙传感网络的室内定位研究及在行为识别中的应用[D]. 江德祥.湘潭大学 2010
[9]基于ZigBee无线传感器网络的室内定位系统研究与设计[D]. 刘玉峰.东北大学 2010
[10]用于RFID信号到达角度（AOA）定位系统中的ADC设计[D]. 王淼.天津大学 2010
本文编号：2972368
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
信号传播路径示意图
中国民航大学硕士学位论文14图2-6信号传播路径示意图将x轴和y轴构成的长方形区域A以0.01m的致密网格划分，根据式(2-25)计算所有网格点特定高度上的所有RSSI并保存，得到的集合记为RSSI仿真环境数据集，其中所使用的6个AP种的某个AP的RSSI在整个空间的分布特征如图2-7所示，明显RSSI在AP点附近最强，距离越远，信号值越小；同时，距离与RSSI值不是简单的对数关系，某种程度可以代表复杂的现实情况。以间隔1m正方形网格划分区域，模拟离线阶段数据采集过程，将仿真环境数据集中的数据提取保存，构成位置指纹库。随机在仿真环境数据集中采集200条信息，构成测试集，模拟在线过程，测试2.2.3中6种位置指纹匹配算法性能，得到最适合单楼层二维环境下定位的算法。图2-7仿真空间某AP的RSSI分布情况
中国民航大学硕士学位论文18集信号。用于移动搜集信号，不记录任何数据坐标信息。每次手机触摸停止搜集信号后，对于每个RP位置处均可形成一个csv文件，记录物理位置信息，采集的次数，每次采集的各AP的RSSI值，称为待处理初始指纹数据。本章采用学校某建筑2、3、4楼为典型室内环境，RP位置越密集，获得更高定位精度的可能越大，但工作量就越多。考虑定位精度和工作量，采用2m2m正方形网格划分各楼层道路联通区域，每一个RP位置用蓝色圆点表示，物理位置的坐标x轴和y轴单位均为m，具体RP位置分布情况如图3-2所示。(a)2楼参考点位置分布(b)3楼参考点位置分布(c)4楼参考点位置分布图3-2各楼层参考点位置分布情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合蛙跳算法自适应参数调整改进策略[J]. 肖莹莹,林廷宇,李伯虎,侯宝存,施国强. 系统工程与电子技术. 2016(08)
[2]引入导航网格的室内路径规划算法[J]. 林巍凌. 测绘科学. 2016(02)
[3]一种基于高斯滤波的二维自准直仪目标中心的精确定位算法[J]. 董彦维,罗晓春,贺永喜,卫瑞,刘希强. 光电技术应用. 2015(05)
[4]基于无线局域网的位置定位技术研究和发展[J]. 郎昕培,许可,赵明. 计算机科学. 2006(06)
[5]基于单片机的红外超声室内定位系统[J]. 鲁琦,殳国华. 微处理机. 2006(02)
博士论文
[1]基于图论的机器学习算法设计及在神经网络中的应用研究[D]. 屠恩美.上海交通大学 2014
[2]基于位置指纹的WLAN室内定位技术研究[D]. 孙永亮.哈尔滨工业大学 2014
[3]基于信号强度的WLAN室内定位跟踪系统研究[D]. 陈淼.武汉大学 2012
[4]基于压缩感知的RSS室内定位系统的研究与实现[D]. 冯辰.北京交通大学 2011
硕士论文
[1]基于WiFi定位的指纹数据库压缩技术研究[D]. 刘旻.南京邮电大学 2018
[2]基于WiFi和惯性传感器室内融合定位研究[D]. 任广海.南京邮电大学 2018
[3]基于WiFi的室内定位技术研究[D]. 谢叶.电子科技大学 2018
[4]基于位置指纹的WLAN室内定位技术研究与实现[D]. 郭悦.北京工业大学 2015
[5]室内导航路径规划算法的实现研究[D]. 梁焰松.华中科技大学 2015
[6]室内导航系统的设计与实现[D]. 贺昶玮.北京交通大学 2013
[7]典型城市路网中最短路径算法研究及实现[D]. 王世明.山东大学 2012
[8]基于蓝牙传感网络的室内定位研究及在行为识别中的应用[D]. 江德祥.湘潭大学 2010
[9]基于ZigBee无线传感器网络的室内定位系统研究与设计[D]. 刘玉峰.东北大学 2010
[10]用于RFID信号到达角度（AOA）定位系统中的ADC设计[D]. 王淼.天津大学 2010
本文编号：2972368
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