【摘要】：“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代中,人員在室內(nèi)的活動(dòng)時(shí)間不斷增加,基于室內(nèi)位置服務(wù)需求迅速擴(kuò)大。隨著微型化和低功耗慣性測量單元的普及,基于微慣性傳感器的人員航跡推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)自主定位技術(shù)成為提供室內(nèi)位置服務(wù)最有效的方法之一。然而,當(dāng)前復(fù)雜運(yùn)動(dòng)行為下的人員高精度自主定位技術(shù)主要面臨運(yùn)動(dòng)行為受限和誤差隨時(shí)間累積的技術(shù)難題。針對(duì)以上問題,本文展開了基于微慣性傳感器的人員運(yùn)動(dòng)行為約束自主定位的研究,分別對(duì)人員多運(yùn)動(dòng)行為的準(zhǔn)確識(shí)別和基于行為約束的高精度PDR自主定位技術(shù)方面進(jìn)行了研究,最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)驗(yàn)證。主要內(nèi)容如下:(1)在人員多運(yùn)動(dòng)行為的準(zhǔn)確識(shí)別技術(shù)方面:研究了人員運(yùn)動(dòng)行為識(shí)別基本理論,提出了基于時(shí)域-斜率特征的多向行走識(shí)別算法,實(shí)現(xiàn)了平均識(shí)別率高達(dá)97%的二維平面運(yùn)動(dòng)行為識(shí)別;采用基于姿態(tài)角和加速度的多特征閾值融合算法,實(shí)現(xiàn)了識(shí)別率高達(dá)97.9%的異常運(yùn)動(dòng)行為識(shí)別;采用依靠氣壓計(jì)等時(shí)高度變化實(shí)現(xiàn)三維運(yùn)動(dòng)行為識(shí)別的技術(shù),識(shí)別率約為92%;最后利用層級(jí)分類策略將多種運(yùn)動(dòng)行為識(shí)別算法融合,實(shí)現(xiàn)了多運(yùn)動(dòng)行為識(shí)別系統(tǒng)的構(gòu)建。(2)在基于行為約束的高精度PDR自主定位技術(shù)方面:研究了PDR自主定位基本理論,針對(duì)常規(guī)步態(tài)檢測算法對(duì)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)行為適應(yīng)性差的問題,提出了基于多運(yùn)動(dòng)行為約束的步態(tài)檢測算法,步態(tài)檢測精度相較于常規(guī)算法總體提高20%;針對(duì)常用非線性經(jīng)驗(yàn)步長估計(jì)模型應(yīng)用于多運(yùn)動(dòng)行為場景時(shí)精度發(fā)散的問題,提出了自適應(yīng)行為的步長估計(jì)算法,步長估計(jì)總體精度相較于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ退惴ǹ傮w提高約10.8%;針對(duì)氣壓計(jì)解算高度時(shí)易出現(xiàn)漂移的問題,提出了基于平面運(yùn)動(dòng)行為約束的高度漂移補(bǔ)償算法,該算法能準(zhǔn)確區(qū)分出人員所在樓層,同層高度定位誤差低于1米;將優(yōu)化后的參數(shù)應(yīng)用于適應(yīng)多種運(yùn)動(dòng)行為的人員空間軌跡估計(jì)算法,并對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)行為約束的自主定位系統(tǒng)算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,閉環(huán)定位精度比無行為約束自主定位算法提高了約4倍,最終實(shí)現(xiàn)了在多運(yùn)動(dòng)行為下,為人員提供實(shí)時(shí)、連續(xù)和準(zhǔn)確的位置信息。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP212;TN929.5;TP391.44

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本文編號(hào)：2713640