【摘要】：近幾年基于位置服務(wù)的需求明顯增加,室內(nèi)定位的重要性也越發(fā)突出。現(xiàn)有的室內(nèi)定位方案包括基于Wi-Fi、藍(lán)牙、超寬帶、地磁等技術(shù)。其中基于指紋匹配的地磁定位技術(shù)不需要額外設(shè)備投入且信號穩(wěn)定受到更多的關(guān)注。粒子濾波算法是地磁室內(nèi)定位系統(tǒng)中常用的匹配算法,然而在使用地磁強度進(jìn)行地磁特征匹配時會導(dǎo)致定位結(jié)果誤差過大,甚至出現(xiàn)定位失真現(xiàn)象。針對這一問題,本文提出一種基于地磁強度的地磁序列匹配模式,利用動態(tài)時間規(guī)整算法與相關(guān)性系數(shù)改進(jìn)粒子濾波。首先,本文在實驗過程中基于MATLAB平臺利用裝載HMC5983地磁傳感器的測量機(jī)器人進(jìn)行粒子濾波算法仿真實驗,結(jié)果表明粒子濾波算法使用地磁強度情況下出現(xiàn)誤差過大以及收斂后定位丟失,然后利用改進(jìn)算法進(jìn)行仿真實驗對比,實驗結(jié)果顯示改進(jìn)算法定位收斂后誤差小于1米且結(jié)果穩(wěn)定,不存在定位失真現(xiàn)象。智能手機(jī)集成了包括地磁傳感器在內(nèi)的多種傳感器。本文為了驗證該算法的可推廣性,利用智能手機(jī)進(jìn)行實際定位。在使用智能手機(jī)進(jìn)行地磁室內(nèi)定位開始前,首先基于Nokia7利用Android平臺開發(fā)傳感器數(shù)據(jù)采集App,所用內(nèi)置傳感器為地磁傳感器,加速度傳感器和游戲矢量傳感器,然后用戶手持手機(jī)在走廊步行定位。實驗表明基于智能手機(jī)的改進(jìn)粒子濾波算法在定位收斂后精度優(yōu)于3米。粒子濾波中定位失真現(xiàn)象在改進(jìn)算法中得到完善,且改進(jìn)算法具有實際可推廣性。
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN713;P318
【圖文】：

圖 2-1 地球磁場的七參數(shù)Fig.2-1 Seven parameters of the earth's magnetic field場上，磁場是矢量場，這意味著在任何給定的位置，它們的某些特性在日常生活中很常見：永久磁鐵吸引和排斥種器具，在過去的幾個世紀(jì)里，指南針的指向與地球磁對人類而言是非常珍貴的。地磁場是室內(nèi)干擾場的基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)以及鐵磁性材料等會在不同區(qū)域以各種方式扭曲獨特且具有空間連續(xù)性的室內(nèi)干擾場 M室內(nèi)，如圖 2-2。

圖 2-1 地球磁場的七參數(shù)Fig.2-1 Seven parameters of the earth's magnetic field2.1.2 室內(nèi)干擾場在宏觀尺度上，磁場是矢量場，這意味著在任何給定的位置，它們都有一個方向和數(shù)值大小。磁場的某些特性在日常生活中很常見：永久磁鐵吸引和排斥鐵磁材料所產(chǎn)生的力量被用于各種器具，在過去的幾個世紀(jì)里，指南針的指向與地球磁場方向保持一致同時早已證明它對人類而言是非常珍貴的。地磁場是室內(nèi)干擾場的基礎(chǔ)，同時建筑物中的鋼筋混泥土和鋼結(jié)構(gòu)以及鐵磁性材料等會在不同區(qū)域以各種方式扭曲磁場，引起地磁場異常從而形成獨特且具有空間連續(xù)性的室內(nèi)干擾場 M室內(nèi)，如圖 2-2。

不區(qū)分地磁場和地磁干擾，直接使用室內(nèi)3 3 ，并且將它的強度 M 映射到空間每建為地磁指紋構(gòu)建與匹配定位兩個部分，如圖，它是室內(nèi)地磁定位的開端，目前常用的方法考點法；（3）手持手機(jī)法。機(jī)器人構(gòu)建法是指移動機(jī)器人從一個起始點開始進(jìn)行室內(nèi)磁場數(shù)區(qū)域進(jìn)行格網(wǎng)化，將每個格網(wǎng)點作為參考點，手持手機(jī)法是指行人手持智能手機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)連過移動的載體由移動機(jī)器人變成了人，最后再述方法采集完定位區(qū)域的地磁數(shù)據(jù)時，需要對據(jù)插值。本文使用的是第二種方法，構(gòu)建指紋走廊坐標(biāo)系，如圖 2-4。

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本文編號：2766979