【摘要】：隨著科技的發(fā)展,位置感知服務(wù)在生活中扮演著十分重要的角色。目前人們的主要定位工具是GPS全球定位系統(tǒng),但由于現(xiàn)實中各類制約因素,該系統(tǒng)無法保障各類場景中完整的定位服務(wù)。部分設(shè)備由于未搭載GPS模塊而無法獲得定位服務(wù)。此外,GPS全球定位系統(tǒng)在高樓林立的密集城區(qū)以及室內(nèi)環(huán)境中無法保障定位精度。無線指紋定位技術(shù)作為一種補(bǔ)充措施,可以代替衛(wèi)星定位系統(tǒng)在部分場景下提供定位服務(wù)。由于其定位精度相對較高,系統(tǒng)的部署簡單且廉價,無線指紋定位技術(shù)獲得了業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)可。該技術(shù)不依賴于信號發(fā)射端與接收端之間的位置關(guān)系,而是通過在數(shù)據(jù)庫中尋找對應(yīng)的匹配確定目標(biāo)位置。目前,無線指紋定位技術(shù)中一個關(guān)鍵問題就是需要采集大量的無線指紋數(shù)據(jù)。群智感知框架的興起為指紋數(shù)據(jù)采集過程提供了新的方法,但由于數(shù)據(jù)采集過程并非通過專業(yè)人員與設(shè)備完成,數(shù)據(jù)的可靠性無法得到保證。在此過程中,如何準(zhǔn)確地評估上報指紋數(shù)據(jù)的質(zhì)量成為迫切需要解決的問題。本文提出了一種基于在線學(xué)習(xí)框架的數(shù)據(jù)定價與預(yù)測機(jī)制。通過分析指紋定位方法中構(gòu)建數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生誤差的本質(zhì)原因,借助誤差函數(shù)準(zhǔn)確地量化出上報指紋數(shù)據(jù)的質(zhì)量。而基于在線學(xué)習(xí)的理論框架,我們將誤差函數(shù)轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的損失函數(shù),設(shè)計了一種基于數(shù)據(jù)質(zhì)量的在線定價與預(yù)測機(jī)制。此外,我們在實際場景中探討了定價分布函數(shù)對于定價機(jī)制的影響。相關(guān)實驗結(jié)果驗證了所設(shè)計機(jī)制的有效性,確保在系統(tǒng)預(yù)算不足時該機(jī)制仍能提取出指紋序列中的有效信息,從而消除了指紋數(shù)據(jù)庫構(gòu)建過程中由于采集信號波動而導(dǎo)致的不確定因素。由于成本開銷及地形因素的影響,即使借助于群智感知框架,數(shù)據(jù)采集過程依然無法覆蓋目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的所有位置。通常需要通過部分已知的指紋數(shù)據(jù)預(yù)測未知區(qū)域的指紋數(shù)據(jù),從而重構(gòu)出完整的指紋信號無線電地圖。針對此挑戰(zhàn),本文提出了一種基于高斯過程回歸模型的無線電地圖重構(gòu)方案。高斯過程是一種非參數(shù)化的模型,它利用核函數(shù)方法搜索大量的回歸解空間。通過分析高斯過程中不同核函數(shù)的對于不同信號分布的適用性,我們設(shè)計了一種通過基礎(chǔ)核函數(shù)動態(tài)篩選構(gòu)造最優(yōu)核函數(shù)的方法,使得到的高斯過程能夠最大限度地表征目標(biāo)區(qū)域內(nèi)指紋信號的分布特征。通過比較基于不同核函數(shù)高斯過程的恢復(fù)誤差,我們展現(xiàn)了最優(yōu)核函數(shù)在高斯過程模型中的優(yōu)越性。該方法的提出可以在確保數(shù)據(jù)庫精準(zhǔn)度的同時避免人工方式采集大量樣本點,節(jié)約了人力物力,有效地保障了指紋定位系統(tǒng)的性能。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN92

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