基于多传感器数据融合的候机楼室内定位方法研究
发布时间：2021-04-12 14:18
近年来,随着科学技术的飞速发展,人们对位置服务需求也越来越高,传统的GPS卫星定位技术由于建筑物对卫星信号的阻挡,不能准确有效的提供室内定位服务,各行各业对室内定位服务需求愈发强烈,室内定位技术受到了国内外研究者们的广泛关注,基于多传感器数据融合的室内定位技术成为研究热点。本文首先对国内外先进的室内定位进行深入的研究,再结合机场候机楼这种特定的环境找出一种合适的定位方式。针对候机楼WiFi信号不稳定的问题提出一种基于WiFi滤波法的行人定位方法,该方法对WiFi信号进行滤波处理,利用K-近邻（KNN）的WiFi指纹匹配方式并与惯性导航技术相结合实现室内定位。针对候机楼面积大,WiFi指纹匹配时间过长的问题,提出一种基于惯导辅助的WiFi室内定位方法,该方法利用聚类方式对WiFi指纹进行分类,形成聚类中心,并利用惯性导航技术缩小WiFi指纹匹配范围,从而大大缩小定位耗时且大大提高定位的实时性。通过对机场候机楼出现的WiFi信号不稳定和WiFi指纹匹配时间过长两个问题的有效解决,大大提高了定位的准确性和实时性,为旅客提供了高质量的候机楼定位服务,有效的提升了机场候机楼的综合服务质量。
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于三锚节点的位置估计测量从移动目标出发的信号达到锚节点的时间，将当前锚节点记为i，达到该i的
肫渲校?庋?拍苁迪帜勘甑木?范ㄎ唬琓DOA定位方法在无源定位中应用十分普遍。从其原理层面来看，利用TDOA定位方法进行定位，其实现步骤可简要概括为：首先需要采用合适的技术来确定TDOA测量值，在此阶段可基于已有的时延估计技术来进行确定，对于不同基站之间的TDOA值进行估计，随后基于估计得到的TDOA值按照信号传播原理完成方程组的构建，通过构建的方程组来实现目标位置的求解。其次，对上述步骤中确定的方程组进行求解，此时要采用较好的TDOA定位算法来完成，由此即可得到目标位置估计值。该算法流程如图2-3所示。图2-3TDOA定位算法流程3、基于RSSl的定位基于RSSI的定位方法主要原理为通过已发射和接收节点的信号强度来计算信号在传输过程中出现的损耗，通过信号模型将信号在传输中出现的损耗进行转化，得到待定位标签和阅读器之间的距离，前者在以后者为圆心，半径为估计距离的圆上，通过多个阅读器的交点即可确定目标的位置信息。无线信号在室内传播的过程中受到诸多因素的干扰，且在室内传播时环境较为复杂，存在障碍物，根据理论分析和实践经验可知，无线信号在室内传播时随着距离的增大，信号强度将逐渐减校无线信号的室内传播衰减模型如图2-4所示。假定在室内所传播的无线信号强度为已知，则此时信号的传播模型如下式所示，根据信号传播模型即可得到目标节点处的信号传播强度，由此可通过信号强度之间的变化关系确定节点之间的距离，由此可得到目标节点的位置信息，并通过坐标的形式予以表
中国民航大学硕士学位论文12示。图2-4室内传播衰减模型PLPL10lg00-dddnζd（2.2）其中，n为环境因子，取2～4，PL(d)为距离发射信号d处接收信的强度，PL(d0)指距离为d0时接收信号强度，ζ为衰减因子。4、三边定位法三边定位法在应用时具有良好的定位精度，同时该方法相较于以上两种方法而言具有更高的计算效率，是一种通过测量目标和参考节点距离来完成目标位置估算的方法，该定位方法的原理图2-5所示。图2-5三边定位原理
【参考文献】：
期刊论文
[1]K-means聚类算法的改进与应用[J]. 刘建花. 太原师范学院学报(自然科学版). 2020(01)
[2]一种基于超宽带测距的粒子滤波平滑方法[J]. 王鸥,于亮亮,杨明钰,金成明,王飞. 电子设计工程. 2019(24)
[3]一种基于多相位差的RFID标签三维定位方法[J]. 邱兰馨,黄樟钦,李达. 计算机学报. 2019(11)
[4]基于改进双向双边测距的超宽带定位技术及应用研究[J]. 李小亭,郎月新,韦子辉,张要发,杨泽,徐潇潇. 中国测试. 2019(10)
[5]基于谱回归核判别分析的候机楼室内快速定位算法[J]. 丁建立,穆涛,王怀超. 计算机应用. 2019(01)
[6]基于改进的DBN的WLAN指纹定位数据库构建算法[J]. 杨晋生,刘斌. 光电子·激光. 2018(09)
[7]基于非线性RTS平滑器的RFID室内定位跟踪[J]. 李亚,佐磊,何怡刚,张楠. 计算机仿真. 2018(08)
[8]基于WiFi位置指纹室内定位算法的研究与实践[J]. 张会清,苏园竟,陈一伟. 自动化技术与应用. 2018(03)
[9]一种基于全向指纹库的WiFi室内定位方法[J]. 毕京学,汪云甲,曹鸿基,王永康. 测绘通报. 2018(02)
[10]WiFi与惯导融合的渐消因子扩展卡尔曼滤波实时定位算法[J]. 段珊珊,李昕. 计算机与现代化. 2017(12)
博士论文
[1]基于决策树和K最近邻算法的文本分类研究[D]. 王煜.天津大学 2006
硕士论文
[1]基于超声波与红外线的室内实时定位系统的研究与实现[D]. 曾显彬.华侨大学 2017
[2]基于WLAN的候机厅室内定位技术研究[D]. 王忠明.电子科技大学 2014
本文编号：3133446
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于三锚节点的位置估计测量从移动目标出发的信号达到锚节点的时间，将当前锚节点记为i，达到该i的
肫渲校?庋?拍苁迪帜勘甑木?范ㄎ唬琓DOA定位方法在无源定位中应用十分普遍。从其原理层面来看，利用TDOA定位方法进行定位，其实现步骤可简要概括为：首先需要采用合适的技术来确定TDOA测量值，在此阶段可基于已有的时延估计技术来进行确定，对于不同基站之间的TDOA值进行估计，随后基于估计得到的TDOA值按照信号传播原理完成方程组的构建，通过构建的方程组来实现目标位置的求解。其次，对上述步骤中确定的方程组进行求解，此时要采用较好的TDOA定位算法来完成，由此即可得到目标位置估计值。该算法流程如图2-3所示。图2-3TDOA定位算法流程3、基于RSSl的定位基于RSSI的定位方法主要原理为通过已发射和接收节点的信号强度来计算信号在传输过程中出现的损耗，通过信号模型将信号在传输中出现的损耗进行转化，得到待定位标签和阅读器之间的距离，前者在以后者为圆心，半径为估计距离的圆上，通过多个阅读器的交点即可确定目标的位置信息。无线信号在室内传播的过程中受到诸多因素的干扰，且在室内传播时环境较为复杂，存在障碍物，根据理论分析和实践经验可知，无线信号在室内传播时随着距离的增大，信号强度将逐渐减校无线信号的室内传播衰减模型如图2-4所示。假定在室内所传播的无线信号强度为已知，则此时信号的传播模型如下式所示，根据信号传播模型即可得到目标节点处的信号传播强度，由此可通过信号强度之间的变化关系确定节点之间的距离，由此可得到目标节点的位置信息，并通过坐标的形式予以表
中国民航大学硕士学位论文12示。图2-4室内传播衰减模型PLPL10lg00-dddnζd（2.2）其中，n为环境因子，取2～4，PL(d)为距离发射信号d处接收信的强度，PL(d0)指距离为d0时接收信号强度，ζ为衰减因子。4、三边定位法三边定位法在应用时具有良好的定位精度，同时该方法相较于以上两种方法而言具有更高的计算效率，是一种通过测量目标和参考节点距离来完成目标位置估算的方法，该定位方法的原理图2-5所示。图2-5三边定位原理
【参考文献】：
期刊论文
[1]K-means聚类算法的改进与应用[J]. 刘建花. 太原师范学院学报(自然科学版). 2020(01)
[2]一种基于超宽带测距的粒子滤波平滑方法[J]. 王鸥,于亮亮,杨明钰,金成明,王飞. 电子设计工程. 2019(24)
[3]一种基于多相位差的RFID标签三维定位方法[J]. 邱兰馨,黄樟钦,李达. 计算机学报. 2019(11)
[4]基于改进双向双边测距的超宽带定位技术及应用研究[J]. 李小亭,郎月新,韦子辉,张要发,杨泽,徐潇潇. 中国测试. 2019(10)
[5]基于谱回归核判别分析的候机楼室内快速定位算法[J]. 丁建立,穆涛,王怀超. 计算机应用. 2019(01)
[6]基于改进的DBN的WLAN指纹定位数据库构建算法[J]. 杨晋生,刘斌. 光电子·激光. 2018(09)
[7]基于非线性RTS平滑器的RFID室内定位跟踪[J]. 李亚,佐磊,何怡刚,张楠. 计算机仿真. 2018(08)
[8]基于WiFi位置指纹室内定位算法的研究与实践[J]. 张会清,苏园竟,陈一伟. 自动化技术与应用. 2018(03)
[9]一种基于全向指纹库的WiFi室内定位方法[J]. 毕京学,汪云甲,曹鸿基,王永康. 测绘通报. 2018(02)
[10]WiFi与惯导融合的渐消因子扩展卡尔曼滤波实时定位算法[J]. 段珊珊,李昕. 计算机与现代化. 2017(12)
博士论文
[1]基于决策树和K最近邻算法的文本分类研究[D]. 王煜.天津大学 2006
硕士论文
[1]基于超声波与红外线的室内实时定位系统的研究与实现[D]. 曾显彬.华侨大学 2017
[2]基于WLAN的候机厅室内定位技术研究[D]. 王忠明.电子科技大学 2014
本文编号：3133446
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/3133446.html
最近更新
教材专著
