發(fā)布時(shí)間：2020-04-13 07:14

【摘要】：通過(guò)對(duì)城市環(huán)境信息的采集、整合、共享,可以實(shí)現(xiàn)城市與人、人與人之間的互聯(lián)互通,進(jìn)而構(gòu)建一個(gè)能夠記憶、關(guān)聯(lián)和預(yù)測(cè)的城市環(huán)境,實(shí)現(xiàn)城市的智能化運(yùn)行,進(jìn)而提高市民的幸福感水平。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)就必須綜合利用信息化技術(shù),對(duì)城市中的各種信息進(jìn)行感知、融合與集成。城市環(huán)境信息的獲取和感知需要大量的終端傳感器。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、微型傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展,智能手機(jī)、智能手表等可穿戴設(shè)備逐漸成為人們生活中不可或缺的一部分。本文依托于智能手機(jī)及可穿戴智能設(shè)備的泛在計(jì)算能力和普適感知能力,力圖將位置、環(huán)境、人能夠無(wú)縫的關(guān)聯(lián)起來(lái),形成強(qiáng)大的公眾傳感器網(wǎng)絡(luò),使人們相互關(guān)聯(lián)在一起,實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境信息的觀測(cè)、采集、分析、傳播,從而構(gòu)筑一個(gè)城市神經(jīng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)城市信息的立體感知,研究?jī)?nèi)容主要從以下方面展開(kāi):(1)分析了在城市生活中,移動(dòng)設(shè)備需要感知的信息要素,提出了一個(gè)特定的城市環(huán)境包含三個(gè)方面,即“在哪兒”、“周?chē)惺裁础�、“個(gè)體的狀態(tài)”,并從智能手機(jī)搭載的不同傳感器出發(fā),將能夠感知的信息要素分為對(duì)應(yīng)的三類(lèi):位置感知、環(huán)境感知以及個(gè)體狀態(tài)感知。在充分考慮移動(dòng)設(shè)備特點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出了面向城市環(huán)境的移動(dòng)感知參考框架體系,并分析了此框架的關(guān)鍵技術(shù)以及框架運(yùn)行模式。在參考框架的指導(dǎo)下,本文搭建了移動(dòng)感知平臺(tái)原型系統(tǒng),平臺(tái)作為參考框架的探索嘗試,嘗試解決三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:1)各種各樣的感知信息數(shù)據(jù)如何組織;2)感知平臺(tái)匯聚的大量用戶(hù)的感知數(shù)據(jù)如何處理;3)如何保證有效感知的同時(shí)不干擾用戶(hù)正常生活。本文從兩個(gè)方面對(duì)平臺(tái)的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證研究:(1)通過(guò)多源傳感器融合的室內(nèi)定位研究實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)基準(zhǔn)保證;(2)通過(guò)噪聲監(jiān)測(cè)和噪聲地圖生成研究實(shí)現(xiàn)宏觀數(shù)據(jù)融合。以實(shí)現(xiàn)框架的部分構(gòu)想,進(jìn)而為面向城市環(huán)境的移動(dòng)感知平臺(tái)全面建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。(2)位置感知是首要的感知要素,是框架平臺(tái)感知信息的基準(zhǔn)。對(duì)于戶(hù)外的定位,有成熟的定位技術(shù),如GPS、北斗等,而室內(nèi)至今未有成熟統(tǒng)一的定位解決方案。本文在分析了現(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)如WiFi、藍(lán)牙、UWB、RFID等以及幾種常用的定位算法如鄰近法、幾何定位法、場(chǎng)景分析法以及航位推算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合城市環(huán)境下移動(dòng)感知的實(shí)際特點(diǎn),提出了多源傳感器融合室內(nèi)定位方法。本文使用基于接收信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)的幾何定位與行人航跡推算(PDR)相結(jié)合的方法進(jìn)行室內(nèi)定位,同時(shí)為了防止穿越墻壁等障礙物現(xiàn)象的發(fā)生,加入室內(nèi)地圖的拓?fù)浼s束,并通過(guò)粒子濾波進(jìn)行融合,增強(qiáng)了用戶(hù)體驗(yàn),在實(shí)際的環(huán)形線路測(cè)試中,融合定位方法的均方根定位誤差為1.48m。(3)環(huán)境感知是移動(dòng)感知的主體部分,也是城市環(huán)境感知的主要感知對(duì)象。近些年,噪聲污染逐漸成為制約城市可持續(xù)健康發(fā)展的重大問(wèn)題,也越來(lái)越收到人們的關(guān)注,因此本文以噪聲為研究對(duì)象,作為環(huán)境感知的典型代表展開(kāi)研究,用來(lái)驗(yàn)證框架平臺(tái)個(gè)人微觀感知到群智宏觀感知的數(shù)據(jù)融合功能。針對(duì)聲音傳播模型渲染或者固定區(qū)域觀測(cè)等傳統(tǒng)噪聲監(jiān)測(cè)方法在更新頻率或是準(zhǔn)確度以及如何方便低成本的繪制具有一定精度的噪聲地圖等方面的問(wèn)題,本文提出了一種低成本、易于操作的基于移動(dòng)感知的噪聲監(jiān)測(cè)和噪聲地圖生成方法,從手機(jī)校準(zhǔn)、方便攜帶以及噪聲地圖繪制三個(gè)方面進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)證明該方法借助于群智感知的力量能夠快速方便的實(shí)現(xiàn)噪聲這一環(huán)境因素的監(jiān)測(cè),同時(shí)證明感知平臺(tái)能夠有效處理宏觀感知數(shù)據(jù),并給出可視化的分析結(jié)果。
【圖文】：

論文組織結(jié)構(gòu)

從而產(chǎn)生不同大小的電流，根據(jù)一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可。通常用于自動(dòng)調(diào)節(jié)屏幕的亮度，光線強(qiáng)的地方提高屏幕亮度降低屏幕亮度，使得屏幕即使在強(qiáng)光下也能夠清晰顯示，還可器來(lái)檢測(cè)手機(jī)是否在包里或者口袋里，從而實(shí)現(xiàn)防誤觸。力傳感器也是常用的傳感器，可以用來(lái)感知磁場(chǎng)方向，常用的力傳感器，另外導(dǎo)航應(yīng)用中的隨車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)方向也是基于磁力傳感還可以用來(lái)探測(cè)周?chē)欠裼薪饘俨牧�。度傳感器一般手機(jī)都有配置，但是目的是為了監(jiān)控手機(jī)電池和現(xiàn)自我保護(hù)，并不是為了測(cè)量環(huán)境溫度�？紤]到即使裝備可以感器由于受手機(jī)自身影響，，精度也不會(huì)很高，因此溫度、濕度感器只在個(gè)別的手機(jī)上有配置，絕大多數(shù)手機(jī)并沒(méi)有內(nèi)置此類(lèi)以通過(guò)藍(lán)牙等連接便攜式的外置傳感器，這樣既能保證精度又。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：P237

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2625747