基于多维信息融合的位置指纹室内定位算法研究
发布时间：2021-11-05 11:46
随着互联网技术快速发展、智能移动终端性能的不断提升和中国城市化进程的不断推进,室内位置信息逐渐成为各项工作中最重要的信息,促使了基于位置服务（Location Based Service,LBS）的研究和发展。其中,基于Wi-Fi的室内定位系统可以利用建筑中现有的Wi-Fi网络基础设施,已经成为最流行和最实用的室内定位系统。并且基于接收信号强度（Received Signal Strength,RSS）的Wi-Fi指纹定位方法不需要部署的接入点（Access Point,AP）的物理位置信息,且采用指纹技术能缓解无线信号在室内环境中普遍存在的多径效应。指纹定位方法的性能受到了设备异构性的严重影响,这种异构性存在于不同设备之间由于硬件原因导致的RSS基准差异。为了提高Wi-Fi定位对异构硬件环境的普适性,本文提出了一种新的融合定位算法——基于复合指纹的混合分类定位算法。该算法通过转换RSS构建信号强度差指纹（Signal Strength Difference,SSD）和双曲线位置指纹（Hyperbolic Location Fingerprint,HLF）两种能克服异构性的指纹,利用三...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
笔记本电脑数据采集端
第2章室内定位相关方法研究-19-图2-9智能手机采集端2.4本章小结本章介绍了几种定位方法，阐述了AOA，TOA，TDOA三种定位方法的定位原理和适用场景，介绍了基于RSS的定位方法及原理，着重对位置指纹方法进行了说明。接着对后续本文用到的位置指纹匹配基本算法，KNN，SVM，RF原理进行了介绍。最后介绍了本文实验场景和数据采集终端。
燕山大学工程硕士学位论文-22-式中，()jPd表示一个移动设备在距离jd处第j个AP的RSS。j是传播信号的波长，jG和MDG是发射机和接收机天线增益，jT是信号传输功率，是路径损耗指数，jZ是一个随机变量，假定其服从均值为零，方差2j的正态分布。由于参数jG、jT和MDG的值取决于AP和移动设备的硬件，如果考虑相同的AP和移动设备，则RSS值与AP到移动设备的距离是一对一的关系。但是，如果采用不同硬件的AP或不同的移动设备则对应关系为一对多，也就是说，给定一个RSS值，就有可能出现多种距离关系。因此，在Wi-Fi指纹识别技术中，如果使用异构的AP或移动设备，那么位置与其指纹(即对应的RSS值)之间存在一定的差异，这会降低定位系统的性能。图3-2同一地点不同移动设备测量的RSS3.2.2RSS数据预处理信号在室内环境中的传播非常复杂，多路径传播和路径损耗都会影响信号在室内的分布，无论是在离线采集阶段，还是在线定位阶段，由于外部环境或接收设备性能的影响，移动设备接收到的RSS总是存在噪声和异常数据。这些不可靠的数据被用来构建指纹数据库，会严重影响后续定位的准确性和稳定性。因此，对采集到的RSS进行异常值和滤波等预处理是非常必要的，消除或减少室内环境噪声等因素造成的不利影响，确保离线构建指纹数据库的稳定性和在线阶段采集数据的准确性，提高定位精度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于移动众包的地磁传感器阵列室内指纹定位技术[J]. 章裕润,吴飞,毛万葵. 传感器与微系统. 2019(12)
[2]多传感器辅助的WiFi信号指纹室内定位技术[J]. 石柯,宋小妹,王信达,呼文彪. 软件学报. 2019(11)
[3]噪声下的无线传感器网络定位与环境构建算法研究[J]. 陆震宇,田玉平. 工业控制计算机. 2019(08)
[4]基于蓝牙定位技术的导医定位系统[J]. 张健伟,张雯瑾,夏靖波,杜小甫,张晓燕. 中国新通信. 2019(04)
[5]基于改进传播环境参数的室内定位方法[J]. 王康. 电脑知识与技术. 2018(34)
[6]基于特征匹配和距离加权的蓝牙定位算法[J]. 陆明炽,王守华,李云柯,纪元法,孙希延,邓桂辉. 计算机应用. 2018(08)
[7]基于机器人的室内指纹地图更新[J]. 毛大智,张鹏,旷俭,施闯. 地理空间信息. 2018(03)
[8]基于DBSCAN-GRNN-LSSVR算法的WLAN异构终端定位方法[J]. 张勇,范恒,王昱洁. 计算机应用研究. 2019(04)
[9]一种结合众包的WIFI指纹数据库自构建及更新算法[J]. 张熠,陈璟,王革超. 小型微型计算机系统. 2017(11)
[10]基于小波分析除噪的全质心UWB室内定位研究[J]. 林传分,覃锡忠,贾振红. 计算机仿真. 2014(02)
硕士论文
[1]基于视觉SLAM的室内定位技术研究[D]. 李莹.哈尔滨工程大学 2019
[2]超声波室内定位导航装置的设计与实现[D]. 李冰.哈尔滨理工大学 2017
[3]基于多维标度的无源超高频RFID室内定位技术研究[D]. 王晶.天津大学 2016
本文编号：3477738
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
笔记本电脑数据采集端
第2章室内定位相关方法研究-19-图2-9智能手机采集端2.4本章小结本章介绍了几种定位方法，阐述了AOA，TOA，TDOA三种定位方法的定位原理和适用场景，介绍了基于RSS的定位方法及原理，着重对位置指纹方法进行了说明。接着对后续本文用到的位置指纹匹配基本算法，KNN，SVM，RF原理进行了介绍。最后介绍了本文实验场景和数据采集终端。
燕山大学工程硕士学位论文-22-式中，()jPd表示一个移动设备在距离jd处第j个AP的RSS。j是传播信号的波长，jG和MDG是发射机和接收机天线增益，jT是信号传输功率，是路径损耗指数，jZ是一个随机变量，假定其服从均值为零，方差2j的正态分布。由于参数jG、jT和MDG的值取决于AP和移动设备的硬件，如果考虑相同的AP和移动设备，则RSS值与AP到移动设备的距离是一对一的关系。但是，如果采用不同硬件的AP或不同的移动设备则对应关系为一对多，也就是说，给定一个RSS值，就有可能出现多种距离关系。因此，在Wi-Fi指纹识别技术中，如果使用异构的AP或移动设备，那么位置与其指纹(即对应的RSS值)之间存在一定的差异，这会降低定位系统的性能。图3-2同一地点不同移动设备测量的RSS3.2.2RSS数据预处理信号在室内环境中的传播非常复杂，多路径传播和路径损耗都会影响信号在室内的分布，无论是在离线采集阶段，还是在线定位阶段，由于外部环境或接收设备性能的影响，移动设备接收到的RSS总是存在噪声和异常数据。这些不可靠的数据被用来构建指纹数据库，会严重影响后续定位的准确性和稳定性。因此，对采集到的RSS进行异常值和滤波等预处理是非常必要的，消除或减少室内环境噪声等因素造成的不利影响，确保离线构建指纹数据库的稳定性和在线阶段采集数据的准确性，提高定位精度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于移动众包的地磁传感器阵列室内指纹定位技术[J]. 章裕润,吴飞,毛万葵. 传感器与微系统. 2019(12)
[2]多传感器辅助的WiFi信号指纹室内定位技术[J]. 石柯,宋小妹,王信达,呼文彪. 软件学报. 2019(11)
[3]噪声下的无线传感器网络定位与环境构建算法研究[J]. 陆震宇,田玉平. 工业控制计算机. 2019(08)
[4]基于蓝牙定位技术的导医定位系统[J]. 张健伟,张雯瑾,夏靖波,杜小甫,张晓燕. 中国新通信. 2019(04)
[5]基于改进传播环境参数的室内定位方法[J]. 王康. 电脑知识与技术. 2018(34)
[6]基于特征匹配和距离加权的蓝牙定位算法[J]. 陆明炽,王守华,李云柯,纪元法,孙希延,邓桂辉. 计算机应用. 2018(08)
[7]基于机器人的室内指纹地图更新[J]. 毛大智,张鹏,旷俭,施闯. 地理空间信息. 2018(03)
[8]基于DBSCAN-GRNN-LSSVR算法的WLAN异构终端定位方法[J]. 张勇,范恒,王昱洁. 计算机应用研究. 2019(04)
[9]一种结合众包的WIFI指纹数据库自构建及更新算法[J]. 张熠,陈璟,王革超. 小型微型计算机系统. 2017(11)
[10]基于小波分析除噪的全质心UWB室内定位研究[J]. 林传分,覃锡忠,贾振红. 计算机仿真. 2014(02)
硕士论文
[1]基于视觉SLAM的室内定位技术研究[D]. 李莹.哈尔滨工程大学 2019
[2]超声波室内定位导航装置的设计与实现[D]. 李冰.哈尔滨理工大学 2017
[3]基于多维标度的无源超高频RFID室内定位技术研究[D]. 王晶.天津大学 2016
本文编号：3477738
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