基于BLE的室內(nèi)定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-02-08 08:29
由于衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)室內(nèi)后衰減嚴(yán)重,使得全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)無(wú)法滿足室內(nèi)定位的需求。而如今隨著社會(huì)的發(fā)展與城市化進(jìn)程的推進(jìn),人們一天中80%的時(shí)間都是在室內(nèi)消耗的,再加上基于位置服務(wù)(Location Based Service,LBS)的開展,室內(nèi)定位技術(shù)的研究成為了焦點(diǎn)之一。至今,關(guān)于室內(nèi)定位的研究有很多,也有不錯(cuò)的成果,但都是在局部改進(jìn),還沒(méi)有一款普遍適用的室內(nèi)定位系統(tǒng)或產(chǎn)品。本文針對(duì)基于RSSI(Received Signal Strength Indicator)的指紋法這一室內(nèi)定位算法的穩(wěn)定性差,指紋庫(kù)建立成本高,且局限于靜態(tài)的小范圍的室內(nèi)定位,不適合動(dòng)態(tài)連續(xù)的室內(nèi)定位;而行人航位推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)算法適合動(dòng)態(tài)連續(xù)的定位,所得結(jié)果為相對(duì)位置,需要提供初始的參考位置,在連續(xù)的定位過(guò)程中存在累積誤差,提出了基于測(cè)距與指紋的室內(nèi)定位算法(Indoor Position Method Based On Distance Measurement and Location Fingerprint,DMLF)和優(yōu)化的PDR算法。其中DMLF算法是基...
【文章來(lái)源】:河北大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
信號(hào)強(qiáng)度RSS衰減模型
河北大學(xué)碩士學(xué)位論文10知節(jié)點(diǎn)到未知節(jié)點(diǎn)的距離為半徑可以畫出三個(gè)相交的圓,理想情況下結(jié)果如圖2-2所示,未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)即為三圓相交點(diǎn)的坐標(biāo),用yxD),(表示。則可以建立方程組,如式(2.3)所示:323232222212121)()()()()()(RyyxxRyyxxRyyxx(2.3)解方程可得yxD),(,即待定位節(jié)點(diǎn)的位置。(2)三角定位法:三角定位法的原理為:假設(shè)平面上有三個(gè)不共線的三個(gè)節(jié)點(diǎn)A,B,C和一個(gè)未知節(jié)點(diǎn)D,并已通過(guò)基于AOA的方法[39]測(cè)得未知節(jié)點(diǎn)相對(duì)于已知節(jié)點(diǎn)的角度,分別為:∠ADB、∠ADC、∠BDC,則根據(jù)∠ADB和未知節(jié)點(diǎn)D可唯一確定一個(gè)圓1o,同理可得圓2o、圓3o,三個(gè)圓相交于一點(diǎn)D,如圖2-3所示。圖2-2三邊測(cè)量法
第二章室內(nèi)定位技術(shù)概述11在圖2-3圓1o中,根據(jù)11RAO,11RCO,1)]22cos(1[2RADCAC可得方程組)]22cos(1[2)()()()()()(212312312123232121211111ADCRyyxxRyyxxRyyxxOOOO(2.4)解此方程組,可得圓1o的圓心坐標(biāo)和半徑,同理可得圓2o和圓3o的圓心坐標(biāo)和半徑,然后再根據(jù)三邊定位法即可求得未知節(jié)點(diǎn)D的坐標(biāo)。三邊定位法和三角定位法是最具代表性的幾何定位法,除此外還有很多在此基礎(chǔ)上的改進(jìn)算法,如加權(quán)質(zhì)心定位法等。2.2.3.場(chǎng)景法場(chǎng)景法就是利用待定位區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)景特征作為定位的標(biāo)識(shí),如地磁、圖像、RSSI等。這些場(chǎng)景特征經(jīng)過(guò)一定處理后具有唯一性,并且與位置坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)。正是因?yàn)槿绱耍赏ㄟ^(guò)場(chǎng)景特征信息與位置坐標(biāo)的映射能夠確定待定位目標(biāo)在室內(nèi)的位置。場(chǎng)景法中有很多的定位方法,其中基于RSSI的位置指紋法是最為常用的。基于RSSI的位置指紋法的實(shí)現(xiàn)主要分為兩個(gè)階段:離線采樣階段、在線定位階段。(1)離線采樣階段:該階段也叫離線建庫(kù)階段,由于室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性,使得信圖2-3三角定位法
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于到達(dá)時(shí)間和到達(dá)角度的室內(nèi)聯(lián)合定位算法[J]. 楊超超,陳建輝,劉德亮,郭希維,方正. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2019(22)
[2]一種基于TOA和RSS混合的室內(nèi)定位算法[J]. 楊超超,陳建輝,劉德亮,方正. 激光雜志. 2019(10)
[3]基于RSSI濾波的三邊室內(nèi)定位算法[J]. 程俊. 科技風(fēng). 2019(28)
[4]基于深度學(xué)習(xí)的室內(nèi)定位方法研究[J]. 楊念. 電子制作. 2019(19)
[5]基于CSI的改進(jìn)KNN室內(nèi)定位方法[J]. 黨小超,馬平川,郝占軍. 傳感器與微系統(tǒng). 2019(10)
[6]基于深度學(xué)習(xí)的蜂窩信號(hào)室內(nèi)定位算法[J]. 楊伊璇. 中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2019(09)
[7]基于K-means聚類的室內(nèi)三維定位算法[J]. 周滿滿,袁凌云. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2019(09)
[8]基于WiFi/PDR融合的室內(nèi)定位方法[J]. 郭少彬,沈鋒,李穎. 電子信息對(duì)抗技術(shù). 2019(05)
[9]一種基于智能手機(jī)的室內(nèi)融合定位方法[J]. 馮昆,何濤,汪云甲. 測(cè)繪通報(bào). 2019(S2)
[10]藍(lán)牙iBeacon的低功耗室內(nèi)人員定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 張秋平,趙婧雯,楊妍,盛麥. 電腦知識(shí)與技術(shù). 2019(24)
碩士論文
[1]基于位置指紋方法的WIFI室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 李航.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于Android平臺(tái)的室內(nèi)藍(lán)牙定位研究和實(shí)現(xiàn)[D]. 彭友海.西安電子科技大學(xué) 2017
[3]基于WiFi位置指紋室內(nèi)定位技術(shù)的研究[D]. 陳霞.南京信息工程大學(xué) 2017
[4]基于藍(lán)牙技術(shù)的室內(nèi)定位算法研究[D]. 黃葉超.西安電子科技大學(xué) 2017
[5]基于模糊聚類的藍(lán)牙4.0室內(nèi)指紋定位方法研究[D]. 龐可慶.蘭州交通大學(xué) 2017
[6]基于慣性傳感器的行人航位推算算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張洋銘.電子科技大學(xué) 2017
[7]基于BLE室內(nèi)定位關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)[D]. 陶佳峰.昆明理工大學(xué) 2017
[8]基于GPS/WiFi/蜂窩的室內(nèi)外無(wú)縫定位技術(shù)研究及定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 李佳.西南交通大學(xué) 2016
[9]基于TOA方案的超寬帶室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 許佩佩.東南大學(xué) 2016
[10]基于位置指紋的WiFi室內(nèi)定位技術(shù)的研究[D]. 勾祖超.西南交通大學(xué) 2016
本文編號(hào):3023648
【文章來(lái)源】:河北大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
信號(hào)強(qiáng)度RSS衰減模型
河北大學(xué)碩士學(xué)位論文10知節(jié)點(diǎn)到未知節(jié)點(diǎn)的距離為半徑可以畫出三個(gè)相交的圓,理想情況下結(jié)果如圖2-2所示,未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)即為三圓相交點(diǎn)的坐標(biāo),用yxD),(表示。則可以建立方程組,如式(2.3)所示:323232222212121)()()()()()(RyyxxRyyxxRyyxx(2.3)解方程可得yxD),(,即待定位節(jié)點(diǎn)的位置。(2)三角定位法:三角定位法的原理為:假設(shè)平面上有三個(gè)不共線的三個(gè)節(jié)點(diǎn)A,B,C和一個(gè)未知節(jié)點(diǎn)D,并已通過(guò)基于AOA的方法[39]測(cè)得未知節(jié)點(diǎn)相對(duì)于已知節(jié)點(diǎn)的角度,分別為:∠ADB、∠ADC、∠BDC,則根據(jù)∠ADB和未知節(jié)點(diǎn)D可唯一確定一個(gè)圓1o,同理可得圓2o、圓3o,三個(gè)圓相交于一點(diǎn)D,如圖2-3所示。圖2-2三邊測(cè)量法
第二章室內(nèi)定位技術(shù)概述11在圖2-3圓1o中,根據(jù)11RAO,11RCO,1)]22cos(1[2RADCAC可得方程組)]22cos(1[2)()()()()()(212312312123232121211111ADCRyyxxRyyxxRyyxxOOOO(2.4)解此方程組,可得圓1o的圓心坐標(biāo)和半徑,同理可得圓2o和圓3o的圓心坐標(biāo)和半徑,然后再根據(jù)三邊定位法即可求得未知節(jié)點(diǎn)D的坐標(biāo)。三邊定位法和三角定位法是最具代表性的幾何定位法,除此外還有很多在此基礎(chǔ)上的改進(jìn)算法,如加權(quán)質(zhì)心定位法等。2.2.3.場(chǎng)景法場(chǎng)景法就是利用待定位區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)景特征作為定位的標(biāo)識(shí),如地磁、圖像、RSSI等。這些場(chǎng)景特征經(jīng)過(guò)一定處理后具有唯一性,并且與位置坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)。正是因?yàn)槿绱耍赏ㄟ^(guò)場(chǎng)景特征信息與位置坐標(biāo)的映射能夠確定待定位目標(biāo)在室內(nèi)的位置。場(chǎng)景法中有很多的定位方法,其中基于RSSI的位置指紋法是最為常用的。基于RSSI的位置指紋法的實(shí)現(xiàn)主要分為兩個(gè)階段:離線采樣階段、在線定位階段。(1)離線采樣階段:該階段也叫離線建庫(kù)階段,由于室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性,使得信圖2-3三角定位法
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于到達(dá)時(shí)間和到達(dá)角度的室內(nèi)聯(lián)合定位算法[J]. 楊超超,陳建輝,劉德亮,郭希維,方正. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2019(22)
[2]一種基于TOA和RSS混合的室內(nèi)定位算法[J]. 楊超超,陳建輝,劉德亮,方正. 激光雜志. 2019(10)
[3]基于RSSI濾波的三邊室內(nèi)定位算法[J]. 程俊. 科技風(fēng). 2019(28)
[4]基于深度學(xué)習(xí)的室內(nèi)定位方法研究[J]. 楊念. 電子制作. 2019(19)
[5]基于CSI的改進(jìn)KNN室內(nèi)定位方法[J]. 黨小超,馬平川,郝占軍. 傳感器與微系統(tǒng). 2019(10)
[6]基于深度學(xué)習(xí)的蜂窩信號(hào)室內(nèi)定位算法[J]. 楊伊璇. 中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2019(09)
[7]基于K-means聚類的室內(nèi)三維定位算法[J]. 周滿滿,袁凌云. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2019(09)
[8]基于WiFi/PDR融合的室內(nèi)定位方法[J]. 郭少彬,沈鋒,李穎. 電子信息對(duì)抗技術(shù). 2019(05)
[9]一種基于智能手機(jī)的室內(nèi)融合定位方法[J]. 馮昆,何濤,汪云甲. 測(cè)繪通報(bào). 2019(S2)
[10]藍(lán)牙iBeacon的低功耗室內(nèi)人員定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 張秋平,趙婧雯,楊妍,盛麥. 電腦知識(shí)與技術(shù). 2019(24)
碩士論文
[1]基于位置指紋方法的WIFI室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 李航.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于Android平臺(tái)的室內(nèi)藍(lán)牙定位研究和實(shí)現(xiàn)[D]. 彭友海.西安電子科技大學(xué) 2017
[3]基于WiFi位置指紋室內(nèi)定位技術(shù)的研究[D]. 陳霞.南京信息工程大學(xué) 2017
[4]基于藍(lán)牙技術(shù)的室內(nèi)定位算法研究[D]. 黃葉超.西安電子科技大學(xué) 2017
[5]基于模糊聚類的藍(lán)牙4.0室內(nèi)指紋定位方法研究[D]. 龐可慶.蘭州交通大學(xué) 2017
[6]基于慣性傳感器的行人航位推算算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張洋銘.電子科技大學(xué) 2017
[7]基于BLE室內(nèi)定位關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)[D]. 陶佳峰.昆明理工大學(xué) 2017
[8]基于GPS/WiFi/蜂窩的室內(nèi)外無(wú)縫定位技術(shù)研究及定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 李佳.西南交通大學(xué) 2016
[9]基于TOA方案的超寬帶室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 許佩佩.東南大學(xué) 2016
[10]基于位置指紋的WiFi室內(nèi)定位技術(shù)的研究[D]. 勾祖超.西南交通大學(xué) 2016
本文編號(hào):3023648
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