基于WIFI的室內(nèi)虛擬定位導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2019-09-01 19:40
【摘要】:隨著各類移動(dòng)服務(wù)的應(yīng)運(yùn)而生,基于定位服務(wù)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣,對(duì)定位區(qū)域也由傳統(tǒng)的室外轉(zhuǎn)向復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境。對(duì)于室內(nèi)環(huán)境,建筑結(jié)構(gòu)限制了傳統(tǒng)定位導(dǎo)航技術(shù)的正常使用,一些新興的定位算法和交互方式由此產(chǎn)生,并能由此產(chǎn)生巨大的直接和間接的經(jīng)濟(jì)利益。虛擬定位導(dǎo)航系統(tǒng)是一種全新的交互方式,傳統(tǒng)的二維平面地圖雖然可以進(jìn)行位置和方向的辨識(shí),但是沒有將用戶個(gè)人融入場景中。虛擬3D定位導(dǎo)航系統(tǒng)則在二維平面的基礎(chǔ)上,模擬了真實(shí)世界,并利用其得天獨(dú)厚的沉浸交互方式提高了用戶對(duì)位置和環(huán)境的辨識(shí)度,能夠?yàn)橛脩籼峁└玫慕换ンw驗(yàn)。然而這類系統(tǒng)僅僅在一些交通路口中使用,幾乎沒有較為成熟的應(yīng)用,并且又能保證良好的效果。室內(nèi)智能系統(tǒng)也越來越多的通過這類平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)與用戶的交互。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種基于WIFI的虛擬定位導(dǎo)航系統(tǒng),將移動(dòng)定位與虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行結(jié)合,能夠?qū)崿F(xiàn)多客戶端的定位與數(shù)據(jù)同步,并針對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的分析;赪IFI的室內(nèi)定位具有經(jīng)濟(jì)便捷,且能夠保證一定的精度優(yōu)勢,因此也是目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。針對(duì)室內(nèi)定位精度和穩(wěn)定性的問題,我們依據(jù)對(duì)傳統(tǒng)匹配算法的分析和比較,設(shè)計(jì)了一種基于指紋匹配和模糊推理的室內(nèi)定位算法,該定位算法融合了余弦相似度、皮爾遜相關(guān)系數(shù)和平均歐幾里得距離,并通過模糊推理確定最終的指紋相似度,同時(shí)融入移動(dòng)虛擬3D系統(tǒng)。首先,我們對(duì)定位區(qū)域進(jìn)行指紋數(shù)據(jù)采集,以及數(shù)據(jù)預(yù)處理,去除相關(guān)干擾因素,構(gòu)建接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)的信號(hào)分布圖,每個(gè)標(biāo)記點(diǎn)與多個(gè)指紋數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng),可以提高定位的穩(wěn)定性;其次,在實(shí)時(shí)定位過程中,移動(dòng)端實(shí)時(shí)發(fā)送定位請求,并計(jì)算請求數(shù)據(jù)與指紋數(shù)據(jù)的相似度,同時(shí)引入模糊邏輯來計(jì)算相似度算法中的相應(yīng)權(quán)值,在指紋數(shù)據(jù)提取過程中結(jié)合最近定位結(jié)果,降低候選指紋數(shù)據(jù)的規(guī)模,減少計(jì)算量;最后,通過對(duì)候選結(jié)果進(jìn)行加權(quán)質(zhì)心操作,以確定最終的定位結(jié)果,同步到虛擬場景中,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,改進(jìn)的匹配算法具有很好的特征性,比傳統(tǒng)的相似度算法表現(xiàn)的更加穩(wěn)定。系統(tǒng)運(yùn)行表明,該虛擬定位導(dǎo)航系統(tǒng)提高了人與室內(nèi)環(huán)境的交互智能化,同時(shí)也為以導(dǎo)航定位開發(fā)為基礎(chǔ)的應(yīng)用提供了無限的可能。
【圖文】:
邐邐逡逑到1之間,可W為非數(shù)值型等。模糊邏輯可W處理的值域范圍非常寬泛,因此其實(shí)際逡逑應(yīng)用領(lǐng)域也變得越來越廣。逡逑模糊規(guī)則可W用來描述一種邏輯關(guān)系,即模糊條件語句,W下H條語句則為基本逡逑的模糊語句:逡逑if邋A邋化en邋B;逡逑if邋A邋比en邋B邋else邋C;逡逑if邋A邋and邋B邋化en邋C;逡逑2.3.2模糊推理逡逑模糊推理(Fuzzy邋I邋nference)【4°""*3堪通過模糊邏輯將給定的輸入映射到輸出過程,即逡逑從一姐模糊規(guī)則和事實(shí)中確定結(jié)論的過程。模糊推理的基本流程如圈2-3所示,具體逡逑的推理過程可概括為W下幾個(gè)方面:逡逑邐邐逡逑
亦被稱為生產(chǎn)者,同時(shí)存在--?個(gè)或多個(gè)消費(fèi)者的節(jié)點(diǎn)。生產(chǎn)者提供圖形用戶界面,逡逑并且允許添加一些附加輸入模塊,例如識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)模塊,可L義識(shí)別用戶的手勢輸逡逑入。圖2-4給出了該類型的架構(gòu)圖。逡逑GUi邐Outer邋Mixtules逡逑I叩ut逡逑Producer邐Tracking逡逑Gestyre逡逑Recognition逡逑…廠下廣-六1^-邐邐邐逡逑1邋TReceive邋Client逡逑feedback逡逑Dispatch逡逑User邋input邋}[邐Network逡逑邐^邐r:邐Gommunics^on逡逑It邐Ij邐(TCP/。校╁义线姡辏娺娺姡辏椋檫婂义锨慑澹澹睿洌澹蝈澹樱沁姡遥澹睿洌澹蝈澹樱清义希牛妫妫澹悖簦筮姡牛妫妫澹悖簦箦义希茫铮睿螅酰恚澹蝈濉蛇;邐邋Cofisumer邋_l邐逡逑Modify邋SG邐Modify邋SG逡逑VR邋Menu邐V民邋Menu逡逑圖2-4虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)框架逡逑Fig.2-4邋The邋archi把cture邋of邋virtual邋reahty邋sys化m逡逑虛擬平臺(tái)主要處理場景、實(shí)體、消息與通信、聲音和交互等,包括tTF幾個(gè)模塊:逡逑1、框架設(shè)計(jì)逡逑框架結(jié)構(gòu)是各個(gè)控制模塊組織的形式,該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞也直接決定了該虛擬現(xiàn)邐’逡逑實(shí)平臺(tái)功能的完備性W及系統(tǒng)的可擴(kuò)展性;径疾捎茫停郑眉軜(gòu),處理邏輯與前端逡逑場景現(xiàn)實(shí)進(jìn)行了分離
【學(xué)位授予單位】:北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TN92
本文編號(hào):2530727
【圖文】:
邐邐逡逑到1之間,可W為非數(shù)值型等。模糊邏輯可W處理的值域范圍非常寬泛,因此其實(shí)際逡逑應(yīng)用領(lǐng)域也變得越來越廣。逡逑模糊規(guī)則可W用來描述一種邏輯關(guān)系,即模糊條件語句,W下H條語句則為基本逡逑的模糊語句:逡逑if邋A邋化en邋B;逡逑if邋A邋比en邋B邋else邋C;逡逑if邋A邋and邋B邋化en邋C;逡逑2.3.2模糊推理逡逑模糊推理(Fuzzy邋I邋nference)【4°""*3堪通過模糊邏輯將給定的輸入映射到輸出過程,即逡逑從一姐模糊規(guī)則和事實(shí)中確定結(jié)論的過程。模糊推理的基本流程如圈2-3所示,具體逡逑的推理過程可概括為W下幾個(gè)方面:逡逑邐邐逡逑
亦被稱為生產(chǎn)者,同時(shí)存在--?個(gè)或多個(gè)消費(fèi)者的節(jié)點(diǎn)。生產(chǎn)者提供圖形用戶界面,逡逑并且允許添加一些附加輸入模塊,例如識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)模塊,可L義識(shí)別用戶的手勢輸逡逑入。圖2-4給出了該類型的架構(gòu)圖。逡逑GUi邐Outer邋Mixtules逡逑I叩ut逡逑Producer邐Tracking逡逑Gestyre逡逑Recognition逡逑…廠下廣-六1^-邐邐邐逡逑1邋TReceive邋Client逡逑feedback逡逑Dispatch逡逑User邋input邋}[邐Network逡逑邐^邐r:邐Gommunics^on逡逑It邐Ij邐(TCP/。校╁义线姡辏娺娺姡辏椋檫婂义锨慑澹澹睿洌澹蝈澹樱沁姡遥澹睿洌澹蝈澹樱清义希牛妫妫澹悖簦筮姡牛妫妫澹悖簦箦义希茫铮睿螅酰恚澹蝈濉蛇;邐邋Cofisumer邋_l邐逡逑Modify邋SG邐Modify邋SG逡逑VR邋Menu邐V民邋Menu逡逑圖2-4虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)框架逡逑Fig.2-4邋The邋archi把cture邋of邋virtual邋reahty邋sys化m逡逑虛擬平臺(tái)主要處理場景、實(shí)體、消息與通信、聲音和交互等,包括tTF幾個(gè)模塊:逡逑1、框架設(shè)計(jì)逡逑框架結(jié)構(gòu)是各個(gè)控制模塊組織的形式,該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞也直接決定了該虛擬現(xiàn)邐’逡逑實(shí)平臺(tái)功能的完備性W及系統(tǒng)的可擴(kuò)展性;径疾捎茫停郑眉軜(gòu),處理邏輯與前端逡逑場景現(xiàn)實(shí)進(jìn)行了分離
【學(xué)位授予單位】:北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TN92
【參考文獻(xiàn)】
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1 林以明;羅海勇;李錦濤;趙方;;基于動(dòng)態(tài)Radio Map的粒子濾波室內(nèi)無線定位算法[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2011年01期
,本文編號(hào):2530727
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