發(fā)布時(shí)間：2020-07-12 12:00

【摘要】：近年來,隨著移動(dòng)終端技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)位置服務(wù)的需求不斷增加,傳統(tǒng)的GPS衛(wèi)星定位在室外環(huán)境中已經(jīng)可以精確定位到米級(jí),但由于GPS信號(hào)的局限性在室內(nèi)環(huán)境中信號(hào)無法獲取,定位精度大幅度衰減,無法滿足用戶需求。故室內(nèi)定位技術(shù)仍是現(xiàn)階段研究的熱點(diǎn),目前涌現(xiàn)出多種定位技術(shù),在眾多領(lǐng)域得到了應(yīng)用,例如倉庫物品管理、醫(yī)療救助、室內(nèi)機(jī)器人移動(dòng)定位等。隨著室內(nèi)定位技術(shù)需求的持續(xù)增長,使得多種室內(nèi)定位技術(shù)如WiFi定位技術(shù)、Zigbee定位技術(shù)、超聲波定位技術(shù)、紅外定位技術(shù)和超寬帶定位技術(shù)如雨后春筍般的涌現(xiàn)而出。其中WiFi基礎(chǔ)設(shè)施的覆蓋范圍越來越廣,使得WiFi室內(nèi)定位技術(shù)具有其獨(dú)特的優(yōu)勢。移動(dòng)智能設(shè)備的占有率逐年擴(kuò)大,多數(shù)移動(dòng)智能設(shè)備中均配備了微型傳感器,通過傳感器定位導(dǎo)航更加方便。通過閱讀大量的參考文獻(xiàn),分析國內(nèi)外室內(nèi)定位技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r,鑒于定位精度和硬件成本是限制室內(nèi)定位發(fā)展的主要因素,本文著重研究WiFi室內(nèi)定位技術(shù)和慣性傳感器導(dǎo)航定位技術(shù)。傳統(tǒng)的基于WiFi的室內(nèi)定位方法由于受到多徑效應(yīng)的干擾以及移動(dòng)設(shè)備的不同誤差等因素,定位效果時(shí)常受到影響。而傳感器中的慣性導(dǎo)航存在累計(jì)誤差,無法長時(shí)間精確工作。針對(duì)以上問題,為了提高基于移動(dòng)終端的室內(nèi)定位精度,結(jié)合WiFi指紋定位和傳感器慣性導(dǎo)航技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),提出聯(lián)合定位方法。本文主要針對(duì)WiFi定位和慣性傳感器定位精度的干擾因素,分析當(dāng)下室內(nèi)定位技術(shù)常用的技術(shù)與定位方法,并探討當(dāng)前室內(nèi)定位中存在的問題與發(fā)展方向,并提出融合慣性和WiFi的改進(jìn)方案。利用移動(dòng)終端自帶的陀螺儀、加速度傳感器和磁力計(jì),通過動(dòng)態(tài)閾值調(diào)整算法判斷行人行走狀態(tài),在方向檢測算法的支持下計(jì)算行人運(yùn)動(dòng)方向,然后通過地圖匹配粒子濾波算法進(jìn)行位置分析,結(jié)合WiFi指紋定位信息和慣性傳感器導(dǎo)航信息提出聯(lián)合定位算法周期地校正行人位置。通過對(duì)WiFi定位和慣性傳感器室內(nèi)定位相結(jié)合的系統(tǒng)進(jìn)行需求分析,設(shè)計(jì)融合的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。利用Android系統(tǒng)的軟件平臺(tái),通過Android Studio軟件開發(fā)平臺(tái),在智能手機(jī)硬件平臺(tái)的支持,對(duì)定位系統(tǒng)進(jìn)行整體框架設(shè)計(jì),對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程以及定位系統(tǒng)中各個(gè)模塊間的通信協(xié)議進(jìn)行分析。再分別對(duì)系統(tǒng)的服務(wù)器模塊和客戶端模塊進(jìn)行功能的分析并實(shí)現(xiàn)每個(gè)模塊的功能。通過在真實(shí)的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試,分別把單獨(dú)用WiFi進(jìn)行室內(nèi)定位和慣性傳感器進(jìn)行室內(nèi)定位與本文中的相互結(jié)合進(jìn)行定位得出的結(jié)果進(jìn)行比較,分析得出用本文提出定位方式可以有效的使定位精度控制在2米以內(nèi)。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN92;TP212
【圖文】：

圖 2-1 WiFi 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)點(diǎn)（Access Point）,使用設(shè)備創(chuàng)建環(huán)境供其它具有無絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)。一般情況下用無線路由器就可以輕松點(diǎn)向四周輻射 WiFi 信號(hào)，作為媒介使區(qū)域內(nèi)的終端可以承擔(dān)連接無線工作站和有線主干的功能，使兩者之的資源。（Wireless Medium ,WM），空氣作為良好的傳播介到的，電磁波在空氣中傳播速度為光速，完全可以能統(tǒng)（Distribution System DS），建立在網(wǎng)絡(luò)上的軟件個(gè) WiFi 基本服務(wù)區(qū)，使它們相互橋接 DS 可以讓無接（中繼）使幾個(gè)基本服務(wù)區(qū)互聯(lián)成一個(gè)整體如圖

圖 2-1 WiFi 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無線接入點(diǎn)（Access Point）,使用設(shè)備創(chuàng)建環(huán)境供其它具有無線網(wǎng)卡的設(shè)備連接，也是網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)。一般情況下用無線路由器就可以輕松創(chuàng)建一個(gè) AP節(jié)點(diǎn)。AP 節(jié)點(diǎn)向四周輻射 WiFi 信號(hào)，作為媒介使區(qū)域內(nèi)的終端可以相互通信。無線 AP 也可以承擔(dān)連接無線工作站和有線主干的功能，使兩者之間相互訪問，增加有線網(wǎng)絡(luò)的資源。無線介質(zhì)（Wireless Medium ,WM），空氣作為良好的傳播介質(zhì)是我們?nèi)粘Ｊ褂弥凶畛Ｒ姷降模姶挪ㄔ诳諝庵袀鞑ニ俣葹楣馑�，完全可以能夠滿足傳輸需求。分布式系統(tǒng)（Distribution System DS），建立在網(wǎng)絡(luò)上的軟件。無線分布系統(tǒng)主要連接多個(gè) WiFi 基本服務(wù)區(qū)，使它們相互橋接 DS 可以讓無線 AP 之間通過無線進(jìn)行橋接（中繼）使幾個(gè)基本服務(wù)區(qū)互聯(lián)成一個(gè)整體如圖 2-2 所示。

圖 2-3 TDOA 原理圖角度法 AOAAngle of Arrival）利用信號(hào)到達(dá)的角度不同進(jìn)行測距，到達(dá)角度測動(dòng)終端設(shè)備感知 AP 節(jié)點(diǎn)發(fā)射的信號(hào)所到達(dá)的方向，計(jì)算出 AP 之間的相對(duì)角度或者方向，再通過三角測量的方法計(jì)算出未知 A信號(hào)到達(dá)角度(AOA)的定位算法不需要移動(dòng)終端與 AP 節(jié)點(diǎn)時(shí)間了時(shí)間測量設(shè)備，但是需要添加測量信號(hào)波入射角度的設(shè)備。這境變化比較敏感，且 AOA 需要增加額外硬件支持，在室內(nèi) WiFi 受到多徑效應(yīng)的影響，且信號(hào)是在非視距的情況下傳播，精度變且需要額外添加角度測量設(shè)備，額外的增加了成本負(fù)擔(dān)，使得 W低廉的優(yōu)勢不復(fù)存在。故該定位方法不適合在 WiFi 室內(nèi)定位中如 2-4 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 馬燕;袁蔚林;陳秀萬;許玉斌;孫華波;;基于WiFi與GPS組合定位算法的無縫定位方法研究[J];地理與地理信息科學(xué);2013年03期

2 夏英;王磊;劉兆宏;;基于無線局域網(wǎng)接收信號(hào)強(qiáng)度分析的混合室內(nèi)定位方法[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年02期

3 肇瑩;劉紅星;王仲宇;王元慶;;最近鄰搜索用于分類問題的一種改進(jìn)[J];南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年04期

4 劉明;王婷婷;黃小燕;劉銳;;基于SVM分類區(qū)域的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自定位算法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2009年04期

5 林令娟;劉希玉;;基于微粒群優(yōu)化的快速K-近鄰分類算法[J];山東科學(xué);2009年01期

6 付俊;;一種精密實(shí)時(shí)無線定位系統(tǒng)——Ubisense 7000定位系統(tǒng)[J];儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量;2008年04期

7 羅德新;杜明輝;;無線局域網(wǎng)概述[J];中國科技信息;2008年11期

8 楊隆友;無線局域網(wǎng)[J];中國科技信息;2005年10期

9 柯東林;無線網(wǎng)絡(luò)的接入技術(shù)[J];鄂州大學(xué)學(xué)報(bào);2002年04期

10 �，斔埂·小斯丹塞爾;李振伍;;子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的現(xiàn)狀、原理、性能和應(yīng)用范圍[J];海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì);1979年02期

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1 程超;面向物聯(lián)網(wǎng)的定位系統(tǒng)鏈路選擇與分配[D];吉林大學(xué);2014年

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1 李春躍;基于機(jī)器學(xué)習(xí)的WiFi室內(nèi)定位技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2017年

2 姜國慶;移動(dòng)社交網(wǎng)絡(luò)隱私保護(hù)算法及應(yīng)用研究[D];東華大學(xué);2016年

3 熊祝青;基于Android和IEEE 11073-10406標(biāo)準(zhǔn)的心電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];南昌航空大學(xué);2015年

4 劉莎莉;基于指紋-慣導(dǎo)融合的WiFi室內(nèi)定位研究[D];新疆大學(xué);2015年

5 朱建勇;面向移動(dòng)終端的指紋定位技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

6 陳斌;基于SVM技術(shù)的室內(nèi)室外定位方法研究與實(shí)現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2015年

7 胡偉婭;基于慣性測量和RSSI的個(gè)人室內(nèi)定位系統(tǒng)[D];上海交通大學(xué);2013年

8 胡天琨;基于Android的室內(nèi)導(dǎo)航定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];東華大學(xué);2013年

9 曹碩;基于Wi-Fi直連的移動(dòng)P2P聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2012年

10 劉敏;認(rèn)知無線局域網(wǎng)室內(nèi)定位算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2751926