本文關(guān)鍵詞：基于慣性傳感器和Wi-Fi信號(hào)的室內(nèi)定位算法研究

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【摘要】：基于位置的服務(wù)(Location Based Service,LBS)在過(guò)去的幾年里被廣泛研究,相對(duì)于室外定位技術(shù)的成熟,由于在室內(nèi)接收的GPS信號(hào)非常微弱,難以精確定位,室內(nèi)定位需要采用新的技術(shù)。本文基于現(xiàn)有工作,深入探究智能手機(jī)中的慣性傳感器技術(shù)并結(jié)合Wi-Fi技術(shù),提出一種高可靠性的室內(nèi)定位算法：基于慣性傳感器和Wi-Fi信號(hào)分析算法(ISW)。該算法分為步伐檢測(cè)和方位角估計(jì)兩部分,分別解決行走長(zhǎng)度和行走方向問(wèn)題。在步伐檢測(cè)算法中,使用三軸加速度傳感器建立步邊界檢測(cè)模塊,通過(guò)提取行人行走的時(shí)間、啟動(dòng)和截止加速度等特征來(lái)劃分和標(biāo)記步伐邊界點(diǎn)；分析步伐特征建立步長(zhǎng)一步特征映射表,并利用Wi-Fi熱點(diǎn)輔助計(jì)算當(dāng)前用戶的實(shí)時(shí)步長(zhǎng),并反饋特征映射表,減小加速度傳感器的漂移誤差,準(zhǔn)確反映當(dāng)前用戶的真實(shí)步長(zhǎng)。在方位角估計(jì)算法中,提出利用磁場(chǎng)傳感器和陀螺儀的方位校正方法,利用二者的特征,分析數(shù)據(jù)變化情況,精確計(jì)算用戶的行走方向,降低室內(nèi)磁場(chǎng)干擾對(duì)行走方向的判斷誤差,解決估算期間位置漂移的問(wèn)題。觀察這兩種傳感器在短時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)變化情況,當(dāng)發(fā)現(xiàn)高度一致性的數(shù)據(jù)結(jié)果時(shí),對(duì)方向數(shù)據(jù)進(jìn)行高精確性地校正。兩種傳感器以互補(bǔ)的方式相結(jié)合,得到真正的行走方向角,實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)環(huán)境下對(duì)行人進(jìn)行實(shí)時(shí)且高精確度地跟蹤定位。最后,結(jié)合所有結(jié)果,在平面圖上繪制行人的行走軌跡。本文利用多種基于Android操作系統(tǒng)的智能手機(jī)作為硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了定位算法ISW；同時(shí)實(shí)現(xiàn)了近期流行的DTW、Zee和FSM算法,與ISW算法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中反復(fù)調(diào)試并評(píng)估各算法的定位精確度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在周圍有較強(qiáng)磁場(chǎng)干擾和障礙物的室內(nèi)環(huán)境下,相比于DTW、Zee和FSM算法,ISW算法在定位精確度上有顯著提高,平均誤差降低到2米。此外,該算法功耗低,前期工作量小,易于普及,精確度高,具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP212;TN92

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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6 戰(zhàn)福瑞;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)密鑰管理算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

7 常樹(shù)賢;基于ZigBee技術(shù)的智能鐵鞋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D];蘭州交通大學(xué);2013年

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9 吳良成;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理研究[D];東華大學(xué);2014年

10 熊海龍;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法研究[D];華東理工大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：1295202