本文關(guān)鍵詞：基于慣性傳感器和Wi-Fi信號的室內(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)在過去的幾年里被廣泛研究,相對于室外定位技術(shù)的成熟,由于在室內(nèi)接收的GPS信號非常微弱,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信號分析算法(ISW)。該算法分為步伐檢測和方位角估計兩部分,分別解決行走長度和行走方向問題。在步伐檢測算法中,使用三軸加速度傳感器建立步邊界檢測模塊,通過提取行人行走的時間、啟動和截止加速度等特征來劃分和標(biāo)記步伐邊界點；分析步伐特征建立步長一步特征映射表,并利用Wi-Fi熱點輔助計算當(dāng)前用戶的實時步長,并反饋特征映射表,減小加速度傳感器的漂移誤差,準確反映當(dāng)前用戶的真實步長。在方位角估計算法中,提出利用磁場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,精確計算用戶的行走方向,降低室內(nèi)磁場干擾對行走方向的判斷誤差,解決估算期間位置漂移的問題。觀察這兩種傳感器在短時間內(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,對方向數(shù)據(jù)進行高精確性地校正。兩種傳感器以互補的方式相結(jié)合,得到真正的行走方向角,實現(xiàn)在室內(nèi)環(huán)境下對行人進行實時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)的智能手機作為硬件開發(fā)平臺,設(shè)計并實現(xiàn)了定位算法ISW；同時實現(xiàn)了近期流行的DTW、Zee和FSM算法,與ISW算法進行對比實驗。在實驗環(huán)境中反復(fù)調(diào)試并評估各算法的定位精確度。實驗結(jié)果表明,在周圍有較強磁場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)實意義。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212;TN92

【共引文獻】

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本文編號：1295202