本文關(guān)鍵詞：WiFi輔助智能手機(jī)的室內(nèi)定位技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著室外定位的理論與技術(shù)逐步成熟,對(duì)實(shí)現(xiàn)在衛(wèi)星信號(hào)遮蔽區(qū)域如城市峽谷、室內(nèi)盲區(qū)乃至礦山等地下空間的無縫定位和應(yīng)急救援服務(wù)提出了新的要求,針對(duì)室內(nèi)定位技術(shù)而言,雖然已經(jīng)出現(xiàn)了諸如紅外線、超聲波、射頻識(shí)別、藍(lán)牙、超寬帶、無線保真、Zig Bee、計(jì)算機(jī)視覺、地磁場、行人航位推算等典型的技術(shù)手段,設(shè)計(jì)出了多個(gè)具有代表性的室內(nèi)定位系統(tǒng),但大多數(shù)是以單一數(shù)據(jù)源為定位信號(hào),定位區(qū)域有限、定位精度低,再則有些系統(tǒng)需要布設(shè)昂貴的硬件設(shè)施。因此,研究廉價(jià)、高效、高精度、自適應(yīng)的室內(nèi)全空間導(dǎo)航定位技術(shù)是目前導(dǎo)航位置服務(wù)領(lǐng)域亟待解決的瓶頸問題。目前智能移動(dòng)終端越來越普及,并且內(nèi)嵌很多先進(jìn)的硬件設(shè)施,如Wi Fi模塊,藍(lán)牙模塊和各種慣性傳感器等,使得在智能平臺(tái)上研發(fā)室內(nèi)定位系統(tǒng)變得容易可行。本文以智能手機(jī)內(nèi)嵌的慣性傳感器、Wi Fi為主要數(shù)據(jù)采集手段,輔以建筑物的空間地理信息,以室內(nèi)全空間定位為主線,系統(tǒng)地研究了基于多元傳感器集成的室內(nèi)定位算法,深入探討了測距與非測距、無線與非無線傳感器的室內(nèi)融合定位,慣性傳感器/無線信號(hào)室內(nèi)優(yōu)化組合關(guān)鍵技術(shù),以此為基礎(chǔ),選取Android智能手機(jī)HUAWEI P6為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),利用Wi Fi信號(hào)和手機(jī)內(nèi)嵌傳感器信號(hào)在綜合實(shí)驗(yàn)場開展了集成測試,主要內(nèi)容如下:(1)探討了Wi Fi信號(hào)指紋定位方法的原理及在不同室內(nèi)環(huán)境下的定位特點(diǎn)。針對(duì)大目標(biāo)區(qū)域定位時(shí)指紋匹配算法計(jì)算量大的問題,利用K-means聚類算法對(duì)Wi Fi指紋庫進(jìn)行聚類處理,降低算法計(jì)算量,提高了Wi Fi定位算法的實(shí)時(shí)性;針對(duì)Wi Fi單點(diǎn)定位結(jié)果跳動(dòng)的問題,利用卡爾曼濾波算法對(duì)定位結(jié)果進(jìn)行去噪處理,有效改善無線信號(hào)指紋定位方法的精度。(2)深入分析了行人航跡推算PDR定位方法的原理,針對(duì)步態(tài)檢測中常用的波峰檢測算法受手機(jī)姿態(tài)影響大的問題,提出一種利用手機(jī)傳感器自相關(guān)分析的計(jì)步算法,針對(duì)行人不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)計(jì)步結(jié)果的影響,設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)波峰檢測算法,兩種算法改進(jìn)了手機(jī)姿態(tài)變化和行人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化對(duì)定位結(jié)果的影響。(3)對(duì)比分析了PDR定位和Wi Fi定位的優(yōu)缺點(diǎn),利用擴(kuò)展卡爾曼濾波和無跡卡爾曼濾波算法對(duì)兩者進(jìn)行融合,結(jié)果表明,無跡卡爾曼濾波可以有效克服擴(kuò)展卡爾曼濾波的缺點(diǎn),使得融合后的定位結(jié)果在定位精度和穩(wěn)定性上都有很大的提高。(4)完成了室內(nèi)定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。基于Android平臺(tái)、Arc Engine開發(fā)包以及Unity 3D三維可視化引擎開發(fā)實(shí)現(xiàn)定位模塊和三維可視化模塊,該系統(tǒng)分移動(dòng)端和監(jiān)控端兩部分,其中在移動(dòng)端用戶可以利用Wi Fi、加速度、方向和陀螺儀等傳感器完成定位并將結(jié)果發(fā)送到監(jiān)控端;在監(jiān)控端接收用戶發(fā)來的定位信息,并在二三維地圖中顯示。
【關(guān)鍵詞】：室內(nèi)定位 無線保真 行人航位推算 自相關(guān)分析 無跡卡爾曼濾波
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-18
• 1 緒論18-30
• 1.1 研究背景和意義18-20
• 1.2 研究歷史和現(xiàn)狀20-26
• 1.3 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線26-30
• 2 Wi Fi信號(hào)指紋定位原理與實(shí)現(xiàn)30-50
• 2.1 Wi Fi室內(nèi)定位方法分類30-34
• 2.2 Wi Fi信號(hào)指紋定位實(shí)現(xiàn)34-36
• 2.3 Wi Fi指紋庫聚類36-39
• 2.4 卡爾曼濾波在Wi Fi單點(diǎn)定位中的應(yīng)用39-44
• 2.5 人員朝向?qū)Χㄎ唤Y(jié)果的影響44-48
• 2.6 本章小結(jié)48-50
• 3 PDR原理與實(shí)現(xiàn)50-67
• 3.1 PDR算法原理50-51
• 3.2 計(jì)步算法51-66
• 3.3 本章小結(jié)66-67
• 4 Wi Fi和PDR融合定位算法原理與實(shí)現(xiàn)67-80
• 4.1 Wi Fi和PDR融合定位的優(yōu)勢67-68
• 4.2 Wi Fi和PDR融合方程建立68-69
• 4.3 EKF算法原理與實(shí)現(xiàn)69-70
• 4.4 UKF算法原理與實(shí)現(xiàn)70-73
• 4.5 試驗(yàn)與結(jié)果分析73-79
• 4.6 本章小結(jié)79-80
• 5 室內(nèi)定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)80-96
• 5.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)80-83
• 5.2 Android移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)83-91
• 5.3 PC監(jiān)控端實(shí)現(xiàn)91-94
• 5.4 系統(tǒng)測試94-95
• 5.5 本章小結(jié)95-96
• 6 結(jié)論與展望96-98
• 6.1 結(jié)論96
• 6.2 展望96-98
• 參考文獻(xiàn)98-105
• 附錄 1105-108
• 附錄 2108-112
• 附錄 3112-116
• 附錄 4116-120
• 作者簡歷120-122
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集122

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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2 謝翔;荊昊;郭際明;;室內(nèi)環(huán)境下手機(jī)GPS定位精度研究[J];測繪通報(bào);2012年08期

3 張言哲;陳國良;張儷文;汪云甲;王堅(jiān);;卡爾曼濾波在無線信號(hào)定位中的應(yīng)用[J];導(dǎo)航定位學(xué)報(bào);2014年04期

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7 曹世華;;室內(nèi)定位技術(shù)和系統(tǒng)的研究進(jìn)展[J];計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用;2013年09期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 姜建;基于SketchUp與ArcEngine的三維GIS在工業(yè)園規(guī)劃中的應(yīng)用[D];中南大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：WiFi輔助智能手機(jī)的室內(nèi)定位技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：375108