【摘要】：室內(nèi)定位是基于位置的服務(wù)(LBS)的前提,是近年來的研究熱點(diǎn),得到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。隨著智能手機(jī)的普及,當(dāng)前已發(fā)展出多種基于WiFi和移動(dòng)智能終端的室內(nèi)定位技術(shù)。與前期定位技術(shù)相比,基于智能手機(jī)和WiFi進(jìn)行室內(nèi)定位具有明顯優(yōu)勢,但是仍然存在人工采集位置指紋信息成本相對(duì)比較高的問題。本文首先通過對(duì)室內(nèi)定位規(guī)模化應(yīng)用的關(guān)鍵因素、基于智能手機(jī)和WiFi的室內(nèi)定位基本方法和工作分類進(jìn)行總結(jié)和對(duì)比,得出了當(dāng)前工作的不足和未來可能的發(fā)展方向。然后,基于WiFi信號(hào)接收信號(hào)強(qiáng)度的指數(shù)衰變模型和信號(hào)在室內(nèi)的正態(tài)分布特征,提出了一種基于位置指紋精細(xì)化的定位方法。該方法采用分治的思想,對(duì)初期采集的粗粒度的信號(hào)指紋樣本進(jìn)行精細(xì)化,進(jìn)而得到細(xì)粒度的樣本,從而能夠使用簡單的位置匹配算法就可以達(dá)到比較理想的定位精度,大大減少了樣本采集的成本。最后,本文基于QT實(shí)現(xiàn)了一個(gè)室內(nèi)定位仿真平臺(tái),用來對(duì)樣本數(shù)據(jù)可視化的處理分析、精細(xì)化樣本庫、執(zhí)行匹配算法,以確定一個(gè)定位精度好的樣本庫和位置匹配算法。本文使用所設(shè)計(jì)的室內(nèi)定位仿真平臺(tái)和真實(shí)采集的位置指紋信息,對(duì)提出的位置指紋精細(xì)化的方法進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明位置指紋庫的精度越高,定位平均錯(cuò)誤距離越低,當(dāng)使用精細(xì)化到0.25米的位置指紋樣本庫和K-近鄰匹配算法(K=4)的時(shí)候,定位平均誤差距離為1.82785米,小于其它未精細(xì)化過的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行定位的平均誤差距離,表明基于位置指紋精細(xì)化的方法可以在大大減小樣本采集成本的情況下達(dá)到更好的定位效果。
【圖文】：

如何去除干擾的 RSS 信息，使得計(jì)算距離更加準(zhǔn)確，因?yàn)橥粋�(gè)置可能會(huì)有幾個(gè) RSS 信息；如何在避免或者減少提前部署工作的前提下將相對(duì)位置轉(zhuǎn)換成絕類方法中典型的算法就是文獻(xiàn)[8]提出的 EZ 算法，如圖 3-1（場景 1動(dòng)設(shè)備（M1 和 M2）可以測量分別得到其到兩個(gè)熱點(diǎn)（AP1 和 Ad11，d12，，d21，d22），但是這時(shí)候無法確定 M1 和 M2 的位置，多可能的位置分布，如圖 2-1（場景 2）中測量到的距離值和圖 1致，但是位置不同。而隨著移動(dòng)設(shè)備和熱點(diǎn)的增多如圖 3-1 中（場置分布的可能性就越小，當(dāng)移動(dòng)設(shè)備和熱點(diǎn)的數(shù)量達(dá)到一定量之后個(gè)唯一的位置分布情況。然后再通過少量移動(dòng)設(shè)備接收到的 GPS息就可以確定所有移動(dòng)設(shè)備的絕對(duì)位置。方法的核心思想就是窮舉所有可能的位置分布情況，然后排除不可后得到一個(gè)位置分布情況，好處就是不需要人工參與信號(hào)采集就可室內(nèi)定位效果。

具體的實(shí)現(xiàn)方法會(huì)有很多種，但是總體的思想是一致的。用戶在運(yùn)動(dòng)過程中捕獲位置指紋信息，查詢位置的時(shí)候?qū)⑽恢弥讣y信息發(fā)送給定位系統(tǒng)? RSSI），定位系統(tǒng)根據(jù) RSSI 地圖（位置 RSSI）匹配得到當(dāng)前位置指紋應(yīng)的位置信息（位置? RSSI），此類方法的關(guān)鍵點(diǎn)是獲得 RSSI 地圖和通過SI 地圖計(jì)算得到位置信息。該方法需要預(yù)先收集大量的位置指紋信息。一般情況下位置指紋收集的越，定位的準(zhǔn)確率就越高，直到達(dá)到某個(gè)閾值。得到位置指紋地圖之后，還需要個(gè)高效的算法估計(jì)待測位置的位置信息，文獻(xiàn)[9]采用的是貝葉斯(Na ve Baye)算法，實(shí)現(xiàn)簡單而且定位效果良好。另外文獻(xiàn)[10]中使用 K-近鄰(K-Neareighbor，KNN)算法，其中 K=1，該方法實(shí)現(xiàn)簡單，定位效果良好。總結(jié)起來類方法要解決的問題有以下三點(diǎn)：1）如何避免或者減少獲得 RSSI 地圖需要花費(fèi)的人力；2）如何解決 RSSI 信息和位置不一一對(duì)應(yīng)的問題；3）如何通過 RSSI 地圖高效的計(jì)算出位置信息。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN92

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1 本報(bào)記者 馬靜t

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