本文關(guān)鍵詞：基于多傳感器的安卓平臺室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)研究

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【摘要】：無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,給人們的生活帶來了很多便利,也增加了人們對基于位置服務(wù)的需求。傳統(tǒng)的GPS室外導(dǎo)航定位技術(shù),經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)逐漸趨于成熟。GPS信號在穿過室內(nèi)建筑物后會被嚴(yán)重削弱,故很難用于室內(nèi)導(dǎo)航定位。而智能手機(jī)中的加速度傳感器,方向傳感器,NFC的快速普及,為室內(nèi)導(dǎo)航定位技術(shù)提供了新的思路。本文的研究對象是基于慣性傳感器的室內(nèi)定位技術(shù),受NFC芯片能夠在短距離和短時(shí)間內(nèi)快速交換數(shù)據(jù)特點(diǎn)的啟發(fā),提出了在安卓平臺上基于NFC校正的多傳感器室內(nèi)定位方法。本文的具體工作主要包括以下幾個(gè)方面:(1)分析了當(dāng)前常用的導(dǎo)航定位地圖源,百度地圖,高德地圖,谷歌地圖優(yōu)缺點(diǎn)。這三種地圖源為了保證提供的地圖數(shù)據(jù)的有效性和可靠性,個(gè)人用戶無法對這些地圖進(jìn)行自定義編輯。因而選擇了開源的地圖OpenStreetMap作為本系統(tǒng)的室內(nèi)地圖,并且使用JOSM編輯了矢量的點(diǎn),線,面室內(nèi)結(jié)構(gòu),并上傳到后臺地圖服務(wù)器中。(2)設(shè)計(jì)了多傳感室內(nèi)定位算法。通過對人行走的過程中加速度的變化進(jìn)行了分析,在垂直方向上會有周期性的最大值和最小值,將加速度傳感器三個(gè)方向的加速度提取出來,垂直方向的加速度并沒有顯示出明顯的周期性變化,選用整個(gè)加速度的值來替代垂直方向加速度。為了提高系統(tǒng)對行走過程中計(jì)步的精度,通過分析選用了峰值檢測法。以人行走整個(gè)過程為研究對象,形成了步數(shù)檢測算法。使用方向傳感器測量行走的航向,考慮到方向傳感器精度不高,為了確保定位結(jié)果的精度,在行走過程中應(yīng)該盡量保持移動(dòng)終端朝向的穩(wěn)定。通過對比分析四種步長模型,常數(shù)步長估算模型,人工智能步長模型,線性步長估算模型和非線性步長估算模型的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),在移動(dòng)終端上實(shí)現(xiàn)的難易程度和計(jì)算步長精度,選擇了非線性步長估算模型中的Weinberg來進(jìn)行步長的估算。(3)多傳感器室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要由兩部分組成,一部分是硬件,包括手機(jī)移動(dòng)終端和NFC標(biāo)簽,另一部分是Android應(yīng)用的開發(fā)環(huán)境。分析了多傳感器室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的架構(gòu)及IndoorNavigation工程文件中每個(gè)包的功能。整個(gè)系統(tǒng)按功能設(shè)計(jì)可以分為三個(gè)模塊,地圖顯示模塊、多傳感器定位模塊、NFC校正定位模塊,分析了這三個(gè)模塊的功能及相互之間聯(lián)系,數(shù)據(jù)交互。對室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的測量步數(shù),測量距離,導(dǎo)航功能和NFC校正定位功能進(jìn)行了測試。通過對室內(nèi)定位測試和NFC校正定位功能結(jié)果進(jìn)行分析,除去異常樣本,整個(gè)室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)大致能夠滿足用戶日常生活的精度要求。
【關(guān)鍵詞】：多傳感器 室內(nèi)導(dǎo)航 NFC校正 Android平臺
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN92;TP212.9
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本文編號：959144