本文關(guān)鍵詞：基于WiFi的室內(nèi)定位技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： WiFi室內(nèi)定位 室內(nèi)地圖 加權(quán)K近鄰算法 自適應(yīng)匹配預(yù)處理 余弦相似度 RSS差異補(bǔ)償 比值校正

【摘要】：無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和普適計(jì)算技術(shù)的廣泛應(yīng)用使基于位置的服務(wù)(Location Based Service,LBS)對(duì)移動(dòng)用戶的位置信息需求逐步增多。目前,基于衛(wèi)星信號(hào)的室外定位系統(tǒng)已非常成熟,但無法應(yīng)用在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境,因而室內(nèi)定位技術(shù)迅速成為人們的研究熱點(diǎn)。同時(shí),高速發(fā)展的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)因其通信速度快、部署方便等特點(diǎn)使基于WiFi的室內(nèi)定位技術(shù)得到廣泛關(guān)注和研究。因此,本文以基于WiFi的室內(nèi)定位方法中應(yīng)用最廣泛的位置指紋定位技術(shù)作為研究基礎(chǔ),針對(duì)其中存在的問題研究了相應(yīng)的改進(jìn)算法和策略,并基于該算法和策略在Android平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了一套定位和地圖相結(jié)合的室內(nèi)定位系統(tǒng)。具體研究?jī)?nèi)容如下:第一,針對(duì)基于接收信號(hào)強(qiáng)度(Received Signal Strength,RSS)的WiFi室內(nèi)定位技術(shù)中傳統(tǒng)加權(quán)K近鄰(Weighted K-nearest Neighbor,WKNN)算法不能自適應(yīng)獲取WLAN中有效接入點(diǎn)且參考點(diǎn)匹配準(zhǔn)確度不高的問題,本文研究了自適應(yīng)匹配預(yù)處理WKNN算法。該算法中每個(gè)實(shí)時(shí)定位點(diǎn)自適應(yīng)地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況對(duì)無線接入點(diǎn)(Access Point,AP)的RSS均值由大到小排序,然后選擇RSS均值較大的前M個(gè)AP,與參考點(diǎn)中對(duì)應(yīng)的M個(gè)AP一起參與匹配預(yù)處理計(jì)算,從而優(yōu)化了傳統(tǒng)的指紋定位算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法可獲得30%以上的定位誤差改善,有效提高了定位精度和定位穩(wěn)定性。第二,針對(duì)不同設(shè)備間RSS檢測(cè)能力差異導(dǎo)致指紋數(shù)據(jù)庫(kù)不能直接匹配不同品牌和型號(hào)的移動(dòng)設(shè)備,從而使定位精度和穩(wěn)定性降低的問題,研究了一種基于余弦相似度(Cosine Similarity,CS)的RSS檢測(cè)差異補(bǔ)償策略,該策略引入余弦相似度作為不同設(shè)備之間能否進(jìn)行RSS差異補(bǔ)償?shù)亩攘繕?biāo)準(zhǔn),對(duì)滿足度量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備組通過比值校正的方法補(bǔ)償RSS檢測(cè)差異,有效解決了由于不同設(shè)備RSS檢測(cè)能力差異帶來的定位精度和穩(wěn)定性下降問題。第三,基于Android平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了一套基于室內(nèi)地圖的WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng),該系統(tǒng)將室內(nèi)定位技術(shù)和室內(nèi)地圖技術(shù)有機(jī)結(jié)合,在離線訓(xùn)練階段只需輕輕點(diǎn)擊地圖即可從地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得該參考點(diǎn)的坐標(biāo)及樓層信息并保存至指紋數(shù)據(jù)庫(kù),極大地簡(jiǎn)化了離線訓(xùn)練過程,同時(shí)可將每一個(gè)參考點(diǎn)都直觀地顯示在地圖上,使參考點(diǎn)訓(xùn)練更加簡(jiǎn)潔、直觀、合理。在線定位階段也可利用地圖數(shù)據(jù)使定位更加準(zhǔn)確、直觀、高效。在此基礎(chǔ)之上,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了單點(diǎn)定位、移動(dòng)定位和歷史軌跡查詢等功能,并且為未來系統(tǒng)功能的擴(kuò)展提供了接口。最后,在該系統(tǒng)中對(duì)上述兩點(diǎn)算法進(jìn)行了實(shí)際的測(cè)量和驗(yàn)證,效果顯著。
【關(guān)鍵詞】：WiFi室內(nèi)定位 室內(nèi)地圖 加權(quán)K近鄰算法 自適應(yīng)匹配預(yù)處理 余弦相似度 RSS差異補(bǔ)償 比值校正
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 專用術(shù)語(yǔ)注釋表9-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 智能終端平臺(tái)發(fā)展現(xiàn)狀11
• 1.2.2 室內(nèi)定位技術(shù)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 室內(nèi)定位系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第二章 基于WiFi的室內(nèi)位置指紋定位技術(shù)17-32
• 2.1 WiFi室內(nèi)定位技術(shù)17-25
• 2.1.1 WiFi無線通信技術(shù)17-19
• 2.1.2 WiFi室內(nèi)定位基本原理19-20
• 2.1.3 WiFi室內(nèi)定位基本方法20-24
• 2.1.4 定位性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)24-25
• 2.2 位置指紋定位技術(shù)25-31
• 2.2.1 基本定位原理25-26
• 2.2.2 指紋匹配算法26-30
• 2.2.3 位置指紋定位技術(shù)中存在的問題30-31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 第三章 自適應(yīng)匹配預(yù)處理WKNN算法32-39
• 3.1 傳統(tǒng)位置指紋算法研究32-34
• 3.1.1 基于近鄰選擇的傳統(tǒng)指紋算法32-33
• 3.1.2 傳統(tǒng)WKNN算法的弊端33-34
• 3.2 自適應(yīng)匹配預(yù)處理WKNN算法34-38
• 3.2.1 自適應(yīng)WKNN算法34-36
• 3.2.2 匹配預(yù)處理WKNN算法36-38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 第四章 基于余弦相似度的RSS檢測(cè)差異補(bǔ)償策略39-49
• 4.1 設(shè)備差異對(duì)信號(hào)強(qiáng)度的影響39-42
• 4.1.1 移動(dòng)設(shè)備的RSS接收能力差異39-40
• 4.1.2 RSS隨時(shí)間變化差異40
• 4.1.3 RSS隨距離變化差異40-42
• 4.2 基于余弦相似度的RSS檢測(cè)差異補(bǔ)償策略42-48
• 4.2.1 余弦相似度42-44
• 4.2.2 不同設(shè)備的RSS余弦相似度44-45
• 4.2.3 基于余弦相似度的RSS補(bǔ)償策略45-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 第五章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和算法驗(yàn)證49-64
• 5.1 室內(nèi)地圖49-50
• 5.2 基于Android平臺(tái)的室內(nèi)定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)50-55
• 5.2.1 定位系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境50
• 5.2.2 客戶端模塊設(shè)計(jì)50-53
• 5.2.3 服務(wù)器端模塊設(shè)計(jì)53-55
• 5.3 自適應(yīng)匹配預(yù)處理WKNN算法驗(yàn)證55-60
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境55-56
• 5.3.2 單點(diǎn)定位中算法性能分析56-57
• 5.3.3 移動(dòng)定位中算法性能分析57-60
• 5.4 基于余弦相似度的RSS檢測(cè)差異補(bǔ)償策略性能分析60-63
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境60
• 5.4.2 基于余弦相似度的補(bǔ)償校正策略性能分析60-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-67
• 6.1 全文總結(jié)64-65
• 6.2 未來展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文70-71
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目71-72
• 致謝72

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 趙軍;李鴻斌;王智;;無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位系統(tǒng)研究[J];信息與控制;2008年04期

2 梁韻基;周興社;於志文;倪紅波;;普適環(huán)境室內(nèi)定位系統(tǒng)研究[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2010年03期

3 汪苑;林錦國(guó);;幾種常用室內(nèi)定位技術(shù)的探討[J];中國(guó)儀器儀表;2011年02期

4 王麗英;;導(dǎo)航發(fā)展的新熱點(diǎn)——室內(nèi)定位[J];今日電子;2011年12期

5 ;衛(wèi)星信號(hào)易被干擾 室內(nèi)定位技術(shù)解析[J];金卡工程;2012年07期

6 李振;姚以鵬;;大型公共場(chǎng)館智能室內(nèi)定位導(dǎo)游系統(tǒng)的技術(shù)研究[J];廣東科技;2013年12期

7 袁飛;;淺談室內(nèi)定位與機(jī)場(chǎng)旅客個(gè)性化服務(wù)[J];中國(guó)科技信息;2014年08期

8 張玉梅;康曉霞;;救援隊(duì)員室內(nèi)定位技術(shù)分析[J];消防科學(xué)與技術(shù);2012年06期

9 楊華;劉軍發(fā);陳益強(qiáng);;一種基于多終端動(dòng)態(tài)協(xié)同的室內(nèi)定位方法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2012年07期

10 胡天琨;葉建芳;;基于手持設(shè)備的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];微型機(jī)與應(yīng)用;2012年13期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 張立立;鐘耳順;;無線室內(nèi)定位技術(shù)[A];中國(guó)地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)第八屆年會(huì)論文集[C];2004年

2 郭明濤;李文元;龔福春;;室內(nèi)定位方法分析[A];2007北京地區(qū)高校研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)通信與信息技術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2008年

3 郭旭斌;葉長(zhǎng)城;王憶文;李輝;;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)[A];第十五屆計(jì)算機(jī)工程與工藝年會(huì)暨第一屆微處理器技術(shù)論壇論文集（A輯）[C];2011年

4 房秉毅;李熹;;超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)研究[A];2005年全國(guó)超寬帶無線通信技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

5 高雪晨;蔣泰;曹林峰;;基于RFID的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];廣西計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)2012年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

6 徐勁松;盧曉春;邊玉敬;;基于UWB的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[A];2009全國(guó)時(shí)間頻率學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

7 雷地球;羅海勇;劉曉明;;一種基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];第六屆和諧人機(jī)環(huán)境聯(lián)合學(xué)術(shù)會(huì)議（HHME2010)、第19屆全國(guó)多媒體學(xué)術(shù)會(huì)議（NCMT2010）、第6屆全國(guó)人機(jī)交互學(xué)術(shù)會(huì)議（CHCI2010）、第5屆全國(guó)普適計(jì)算學(xué)術(shù)會(huì)議（PCC2010）論文集[C];2010年

8 胡斌;宋娜娜;;基于航位推測(cè)技術(shù)的消防人員室內(nèi)定位系統(tǒng)研究[A];2014中國(guó)消防協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 本報(bào)記者 馬靜t，

本文編號(hào)：1088961