【摘要】：伴隨著移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來,移動智能終端設備(如智能手機)的銷量正在超越傳統(tǒng)臺式計算機的銷量。這種移動智能終端設備的增加激發(fā)了對位置感知以及其應用場景的探索。利用室內(nèi)定位技術(shù)提供室內(nèi)的位置服務,成為基于位置服務(LBS)領域一大研究熱點。然而現(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)在實用性和定位精度上還存在不足。本文在慣性傳感器定位算法的基礎上,結(jié)合藍牙定位算法的優(yōu)點,提出了基于擴展卡爾曼濾波的慣性傳感器和藍牙定位算法融合算法。并結(jié)合實際開發(fā)出室內(nèi)定位系統(tǒng)。本文的工作主要包括以下幾點:(1)現(xiàn)有的行人航位推算算法大都基于地理坐標系的,而行人在使用手機行進過程中獲得傳感器數(shù)據(jù)是基于載體坐標系的。因此,本文提出基于Mahony互補濾波算法的姿態(tài)解算算法,然后在姿態(tài)解算的基礎上對行人計步算法、步長估計以及方向估計方面進行研究。對于計步算法,本文提出了對Z軸加速度進行高頻和低頻濾波來消除噪聲干擾,通過閾值檢測估計步數(shù)來提高計步精度;對于步長估計,本文研究了非線性步長模型。藍牙定位技術(shù)主要包括三邊測量定位方法和室內(nèi)路徑損耗模型。本文通過閱讀大量文獻分析當前三邊測量算法和室內(nèi)路徑損耗模型,分別給出三邊測量求解方法和室內(nèi)路徑損耗模型方程。另外,針對室內(nèi)路徑損耗模型,本文提出了兩種校準技術(shù)來提高藍牙定位精度。(2)慣性傳感器定位算法容易造成累積誤差,而藍牙定位算法由于噪聲干擾容易產(chǎn)生波動。本文結(jié)合兩種算法的特點,提出了基于卡爾曼濾波的慣性傳感器定位算法和藍牙定位算法融合算法。首先建立融合算法的框架,然后選擇合適的擴展卡爾曼濾波算法,最后經(jīng)過理論驗證和實驗驗證,證明了融合算法的有效性。(3)為了驗證本文算法的實用性,本文開發(fā)了室內(nèi)定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括移動端和服務端,移動端在基于Android系統(tǒng)的智能手機上進行開發(fā)的,包括慣性傳感器定位、藍牙定位、通信模塊以及用戶交互模塊;服務端在基于Python的Flask平臺上進行開發(fā)的,包括用戶認證交互模塊、數(shù)據(jù)管理模塊等。
【圖文】：

圖 1.2 四種三角測量方法Fig1.2 Four measuring methods for triangulation.TOA 是利用時間進行定位，，如圖 1.2a 所示。(如文獻[9][10]使用直接序列SSS)測量，文獻[11]使用超帶寬測量)，將信號從基站傳輸?shù)揭苿咏K端(光速)

上實現(xiàn)慣性導航系統(tǒng)的開發(fā)只需要對這幾個傳感器進行算法的開發(fā)，硬件支撐，一個智能手機就能完成。系統(tǒng)包括兩種類型，一種是穩(wěn)定平臺系統(tǒng)；另一種是捷聯(lián)式系統(tǒng)。二是加速度傳感器和速率陀螺儀的工作框架。在本文中，我們將參考框架，如圖 2.1 所示。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP212.9;TN925

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前5條

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相關(guān)博士學位論文 前2條

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1 張恒瑞;基于藍牙和航位推算的室內(nèi)定位算法研究[D];重慶大學;2017年

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本文編號：2608657