發(fā)布時(shí)間：2020-07-23 06:22

【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�，F(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(hào)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(qiáng)度進(jìn)行地磁特征匹配時(shí)會(huì)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(duì)這一問題,本文提出一種基于地磁強(qiáng)度的地磁序列匹配模式,利用動(dòng)態(tài)時(shí)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(shí)驗(yàn)過程中基于MATLAB平臺(tái)利用裝載HMC5983地磁傳感器的測(cè)量機(jī)器人進(jìn)行粒子濾波算法仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明粒子濾波算法使用地磁強(qiáng)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(shí)驗(yàn)對(duì)比,實(shí)驗(yàn)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(yàn)證該算法的可推廣性,利用智能手機(jī)進(jìn)行實(shí)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(tái)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(shí)驗(yàn)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(shí)際可推廣性。
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN713;P318
【圖文】：

圖 2-1 地球磁場(chǎng)的七參數(shù)Fig.2-1 Seven parameters of the earth's magnetic field場(chǎng)上，磁場(chǎng)是矢量場(chǎng)，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(gè)世紀(jì)里，指南針的指向與地球磁對(duì)人類而言是非常珍貴的。地磁場(chǎng)是室內(nèi)干擾場(chǎng)的基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)以及鐵磁性材料等會(huì)在不同區(qū)域以各種方式扭曲獨(dú)特且具有空間連續(xù)性的室內(nèi)干擾場(chǎng) M室內(nèi)，如圖 2-2。

圖 2-1 地球磁場(chǎng)的七參數(shù)Fig.2-1 Seven parameters of the earth's magnetic field2.1.2 室內(nèi)干擾場(chǎng)在宏觀尺度上，磁場(chǎng)是矢量場(chǎng)，這意味著在任何給定的位置，它們都有一個(gè)方向和數(shù)值大小。磁場(chǎng)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(gè)世紀(jì)里，指南針的指向與地球磁場(chǎng)方向保持一致同時(shí)早已證明它對(duì)人類而言是非常珍貴的。地磁場(chǎng)是室內(nèi)干擾場(chǎng)的基礎(chǔ)，同時(shí)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(huì)在不同區(qū)域以各種方式扭曲磁場(chǎng)，引起地磁場(chǎng)異常從而形成獨(dú)特且具有空間連續(xù)性的室內(nèi)干擾場(chǎng) M室內(nèi)，如圖 2-2。

不區(qū)分地磁場(chǎng)和地磁干擾，直接使用室內(nèi)3 3 ，并且將它的強(qiáng)度 M 映射到空間每建為地磁指紋構(gòu)建與匹配定位兩個(gè)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(diǎn)法；（3）手持手機(jī)法。機(jī)器人構(gòu)建法是指移動(dòng)機(jī)器人從一個(gè)起始點(diǎn)開始進(jìn)行室內(nèi)磁場(chǎng)數(shù)區(qū)域進(jìn)行格網(wǎng)化，將每個(gè)格網(wǎng)點(diǎn)作為參考點(diǎn)，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(dòng)的載體由移動(dòng)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(shí)，需要對(duì)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(hào)：2766979