本文關(guān)鍵詞：基于多傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位與跟蹤研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基于位置的服務(wù)(Location-based Services,LBS)在生活、生產(chǎn)、醫(yī)療和軍事等諸多領(lǐng)域都有應(yīng)用需求。如何實現(xiàn)成本和復(fù)雜度較低且在任何環(huán)境和條件下都具有穩(wěn)健性的無縫定位系統(tǒng)是LBS亟待解決的問題。全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)在天氣狀況良好的室外環(huán)境下具有良好的定位性能,但衛(wèi)星定位系統(tǒng)在天氣狀況惡劣的地方和室內(nèi)都不能使用。因此,室內(nèi)定位與跟蹤系統(tǒng)成為近幾年的研究熱點。本文對無線多傳感器網(wǎng)絡(luò)(合作網(wǎng)絡(luò))中的目標(biāo)定位和跟蹤問題進行了兩方面的研究。第一部分內(nèi)容以Zig Bee網(wǎng)絡(luò)為實驗平臺,研究了對數(shù)正態(tài)模型的衰減系數(shù)修正問題,提出一種參數(shù)動態(tài)修正的RSSI室內(nèi)定位算法,研究著眼點偏重于無線信道,前提假設(shè)為先驗概率統(tǒng)計,應(yīng)用場景設(shè)定為錨節(jié)點傳感器密度較大、位置長期固定不變,目標(biāo)節(jié)點傳感器低速移動。第二部分內(nèi)容以來自慣性測量裝置(Inertial Measurement Unit,IMU)的步行模擬數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),研究了將步行慣性導(dǎo)航和測距定位結(jié)果相融合的室內(nèi)位置跟蹤問題,提出了一種利用卡爾曼濾波作為融合工具的新算法,研究著眼點偏重于信息融合,前提假設(shè)為后驗概率統(tǒng)計,應(yīng)用場景設(shè)定為錨節(jié)點傳感器密度較小、位置臨時快速部署,不限制目標(biāo)節(jié)點傳感器移動速度。這兩部分內(nèi)容具有內(nèi)在聯(lián)系,前一部分研究的結(jié)果可作為后一部分中濾波狀態(tài)向量中位置變量的初始估計值。此外,第三部分內(nèi)容還進一步設(shè)計了無線多傳感器網(wǎng)絡(luò)中的定位系統(tǒng)軟硬件實現(xiàn)方案,并在真實應(yīng)用場景中使用該原型系統(tǒng)進行了大量定位和跟蹤實驗。外場實驗結(jié)果表明,第一部分研究所提出的修正信道衰減系數(shù)方法能夠跟隨環(huán)境變化實時改變信道參數(shù),與傳統(tǒng)方法相比,可以獲得穩(wěn)健的目標(biāo)位置估計值。其次,數(shù)值實驗表明,第二部分研究所提出的信息融合方法能夠有效結(jié)合慣性導(dǎo)航系統(tǒng)定位結(jié)果的連續(xù)性與測距定位結(jié)果的無累積誤差性,與非融合方法相比,可以獲得穩(wěn)健的目標(biāo)跟蹤結(jié)果。最后,根據(jù)第三部分所搭建的原型系統(tǒng)進行的實驗表明,該系統(tǒng)在形狀規(guī)則的建筑內(nèi)部使用時,具有很好的實用效果,它還可作為研究第二部分所提出的信息融合算法的實驗平臺。
【關(guān)鍵詞】：卡爾曼濾波 融合定位 跟蹤系統(tǒng) 多傳感器網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：四川師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P228.4;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景9
• 1.2 室內(nèi)定位系統(tǒng)概述9-12
• 1.3 課題研究目的、內(nèi)容及意義12-13
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)安排13-14
• 2 參數(shù)動態(tài)修正的RSSI室內(nèi)定位算法與實現(xiàn)14-27
• 2.1 RSSI定位系統(tǒng)距離估計模型14-15
• 2.2 基于測距的定位算法15-21
• 2.3 距離估計模型誤差分析與仿真21-22
• 2.4 PLE動態(tài)修正算法22-24
• 2.5 實驗測試與結(jié)果分析24-26
• 2.6 小結(jié)26-27
• 3 利用步行慣性導(dǎo)航的室內(nèi)融合定位算法27-41
• 3.1 ZUPT輔助步行慣性導(dǎo)航27-33
• 3.2 基于測距的定位算法33-34
• 3.3 融合定位算法34-36
• 3.4 算法仿真36-40
• 3.5 小結(jié)40-41
• 4 多傳感器網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位系統(tǒng)原型設(shè)計與實現(xiàn)41-52
• 4.1 定位系統(tǒng)方案設(shè)計41-42
• 4.2 系統(tǒng)硬件平臺介紹42-43
• 4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計43-48
• 4.4 定位實驗48-51
• 4.5 小結(jié)51-52
• 5 總結(jié)與展望52-54
• 5.1 全文總結(jié)52
• 5.2 研究展望52-54
• 參考文獻54-59
• 致謝59-60
• 在校期間的科研成果60

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1 本報記者 馬靜t

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