基于Wi-Fi和環(huán)境聲指紋的室內(nèi)分區(qū)定位算法研究與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-05-12 10:57
為了在不增加任何硬件基礎(chǔ)設(shè)施和基站的條件下,僅依靠現(xiàn)有的室內(nèi)環(huán)境和硬件條件實(shí)現(xiàn)房間級(jí)定位和房間內(nèi)區(qū)域級(jí)定位,本文主要利用公共Wi-Fi的接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI和環(huán)境聲的聲學(xué)特征,結(jié)合Android智能手機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)。同時(shí),為了獲取大量Wi-Fi和環(huán)境聲指紋,開發(fā)了兩款專業(yè)采集數(shù)據(jù)的Android手機(jī)軟件。最后將基于Wi-Fi和環(huán)境聲指紋的室內(nèi)分區(qū)算法移植到Android軟件上實(shí)現(xiàn)室內(nèi)分區(qū)定位。先利用Wi-Fi的接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI建立的Wi-Fi指紋地圖實(shí)現(xiàn)房間級(jí)定位,再利用室內(nèi)環(huán)境聲的聲學(xué)特征建立的環(huán)境聲指紋地圖實(shí)現(xiàn)房間內(nèi)區(qū)域級(jí)定位。為了處理通過手機(jī)軟件采集的大量Wi-Fi和環(huán)境聲指紋,本文主要是通過兩種相似度算法提取最優(yōu)指紋,降低指紋地圖占用的內(nèi)存、去除數(shù)據(jù)的噪聲和冗余度。并且在建立環(huán)境聲指紋地圖之前,研究了多種聲學(xué)特征以及組合特征,挖掘最適合用于房間內(nèi)分區(qū)定位的聲學(xué)特征或組合特征。論文完成的工作包括:(1)開發(fā)了采集Wi-Fi指紋的Android手機(jī)軟件,同時(shí)協(xié)助開發(fā)了采集環(huán)境聲的Android手機(jī)軟件。首先確定Wi-Fi指紋的多個(gè)參數(shù)和數(shù)據(jù)格式,再根據(jù)仿真需求設(shè)計(jì)軟件框架,編寫軟...
【文章來源】:桂林電子科技大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
§1.1 研究背景和意義
§1.2 研究現(xiàn)狀和存在的問題
§1.3 課題來源及論文內(nèi)容安排
第二章 室內(nèi)定位關(guān)鍵技術(shù)及最新動(dòng)態(tài)
§2.1 定位技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)
§2.2 室內(nèi)定位關(guān)鍵技術(shù)
§2.2.1 基于Wi-Fi的室內(nèi)定位技術(shù)
§2.2.2 基于地磁的室內(nèi)定位技術(shù)
§2.2.3 基于PDR的室內(nèi)定位技術(shù)
§2.2.4 基于超寬帶的室內(nèi)定位技術(shù)
§2.2.5 基于超聲波的室內(nèi)定位技術(shù)
§2.2.6 基于藍(lán)牙的室內(nèi)定位技術(shù)
§2.3 室內(nèi)定位技術(shù)最新研究動(dòng)態(tài)
§2.4 本章小結(jié)
第三章 基于Wi-Fi指紋的房間級(jí)室內(nèi)定位算法
§3.1 Wi-Fi最優(yōu)指紋提取與匹配算法
§3.1.1 Wi-Fi最優(yōu)指紋提取算法
§3.1.2 Wi-Fi指紋匹配算法
§3.2 實(shí)驗(yàn)軟件與Wi-Fi參數(shù)
§3.2.1 建立Wi-Fi指紋地圖流程
§3.2.2 Wi-Fi指紋采集軟件
§3.2.3 Wi-Fi接收信號(hào)強(qiáng)度的參數(shù)
§3.3 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析
§3.3.1 實(shí)驗(yàn)條件與環(huán)境
§3.3.2 仿真結(jié)果分析
§3.4 本章小結(jié)
第四章 基于環(huán)境聲指紋的室內(nèi)分區(qū)定位算法
§4.1 聲學(xué)特征提取
§4.1.1 色度譜特征
§4.1.2 聲吶特征
§4.1.3 梅爾頻率倒譜系數(shù)
§4.1.4 功率譜特征與功率譜第五百分位特征
§4.1.5 功率譜密度
§4.1.6 組合特征及組合方法
§4.2 環(huán)境聲最優(yōu)指紋提取與匹配算法
§4.2.1 構(gòu)建環(huán)境聲指紋地圖
§4.2.2 環(huán)境聲最優(yōu)指紋提取算法
§4.2.3 環(huán)境聲指紋匹配算法
§4.3 實(shí)驗(yàn)軟件與環(huán)境聲參數(shù)
§4.3.1 環(huán)境聲的相關(guān)參數(shù)
§4.3.2 環(huán)境聲采集軟件
§4.4 實(shí)驗(yàn)與仿真分析
§4.4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境與條件
§4.4.2 仿真結(jié)果與分析
§4.5 一種新的聲學(xué)特征PI05
§4.5.1 優(yōu)化分區(qū)定位效果
§4.5.2 聲學(xué)特征PI05
§4.5.3 實(shí)驗(yàn)條件與環(huán)境
§4.5.4 仿真結(jié)果與分析
§4.5.5 Wi-Fi與環(huán)境聲指紋聯(lián)合定位的優(yōu)點(diǎn)
§4.6 本章小結(jié)
第五章 基于Android的室內(nèi)分區(qū)定位軟件開發(fā)與實(shí)現(xiàn)
§5.1 室內(nèi)分區(qū)定位開發(fā)平臺(tái)
§5.2 室內(nèi)分區(qū)定位系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)
§5.2.1 軟件界面設(shè)計(jì)
§5.2.2 軟件功能演示
第六章 總結(jié)與展望
§6.1 論文工作總結(jié)
§6.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者攻讀碩士期間主要研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于低功耗藍(lán)牙信標(biāo)的室內(nèi)定位方法研究[J]. 劉振遠(yuǎn),侯明祥,方維維,李陽陽,路紅英. 中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2018(05)
[2]基于傳統(tǒng)超寬帶的室內(nèi)高精度動(dòng)態(tài)定位算法[J]. 王冰,劉炎炎,李清泉,莊嚴(yán),鐘佳威. 測繪地理信息. 2018(04)
[3]智能手機(jī)室內(nèi)背景聲感知與定位[J]. 昂晨,王玫,羅麗燕,宋浠瑜,熊璐琦. 無線電工程. 2018(08)
[4]基于智能手機(jī)的地磁/WiFi/PDR的室內(nèi)定位算法[J]. 阮琨,王玫,羅麗燕,熊璐琦,宋浠瑜. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2018(09)
[5]一種基于WiFi指紋特征匹配的加權(quán)K近鄰室內(nèi)定位算法[J]. 王恩良,王玫,孟志斌,徐湘寓. 桂林電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[6]GNSS全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組合定位定權(quán)方法研究綜述與分析[J]. 喻明明. 城市地理. 2015(22)
[7]基于Chroma-based BOW特征的多版本音樂識(shí)別[J]. 張秀,李念祖,李曉強(qiáng),王淞昕,李會(huì)永,李偉. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2015(02)
[8]基于TDOA的超聲波測距誤差分析與改進(jìn)[J]. 趙海,張寬,朱劍,李大舟. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(06)
[9]一種考慮非視線傳播影響的TOA定位算法[J]. 王昕,王宗欣,劉石. 通信學(xué)報(bào). 2001(03)
本文編號(hào):3183287
【文章來源】:桂林電子科技大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
§1.1 研究背景和意義
§1.2 研究現(xiàn)狀和存在的問題
§1.3 課題來源及論文內(nèi)容安排
第二章 室內(nèi)定位關(guān)鍵技術(shù)及最新動(dòng)態(tài)
§2.1 定位技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)
§2.2 室內(nèi)定位關(guān)鍵技術(shù)
§2.2.1 基于Wi-Fi的室內(nèi)定位技術(shù)
§2.2.2 基于地磁的室內(nèi)定位技術(shù)
§2.2.3 基于PDR的室內(nèi)定位技術(shù)
§2.2.4 基于超寬帶的室內(nèi)定位技術(shù)
§2.2.5 基于超聲波的室內(nèi)定位技術(shù)
§2.2.6 基于藍(lán)牙的室內(nèi)定位技術(shù)
§2.3 室內(nèi)定位技術(shù)最新研究動(dòng)態(tài)
§2.4 本章小結(jié)
第三章 基于Wi-Fi指紋的房間級(jí)室內(nèi)定位算法
§3.1 Wi-Fi最優(yōu)指紋提取與匹配算法
§3.1.1 Wi-Fi最優(yōu)指紋提取算法
§3.1.2 Wi-Fi指紋匹配算法
§3.2 實(shí)驗(yàn)軟件與Wi-Fi參數(shù)
§3.2.1 建立Wi-Fi指紋地圖流程
§3.2.2 Wi-Fi指紋采集軟件
§3.2.3 Wi-Fi接收信號(hào)強(qiáng)度的參數(shù)
§3.3 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析
§3.3.1 實(shí)驗(yàn)條件與環(huán)境
§3.3.2 仿真結(jié)果分析
§3.4 本章小結(jié)
第四章 基于環(huán)境聲指紋的室內(nèi)分區(qū)定位算法
§4.1 聲學(xué)特征提取
§4.1.1 色度譜特征
§4.1.2 聲吶特征
§4.1.3 梅爾頻率倒譜系數(shù)
§4.1.4 功率譜特征與功率譜第五百分位特征
§4.1.5 功率譜密度
§4.1.6 組合特征及組合方法
§4.2 環(huán)境聲最優(yōu)指紋提取與匹配算法
§4.2.1 構(gòu)建環(huán)境聲指紋地圖
§4.2.2 環(huán)境聲最優(yōu)指紋提取算法
§4.2.3 環(huán)境聲指紋匹配算法
§4.3 實(shí)驗(yàn)軟件與環(huán)境聲參數(shù)
§4.3.1 環(huán)境聲的相關(guān)參數(shù)
§4.3.2 環(huán)境聲采集軟件
§4.4 實(shí)驗(yàn)與仿真分析
§4.4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境與條件
§4.4.2 仿真結(jié)果與分析
§4.5 一種新的聲學(xué)特征PI05
§4.5.1 優(yōu)化分區(qū)定位效果
§4.5.2 聲學(xué)特征PI05
§4.5.3 實(shí)驗(yàn)條件與環(huán)境
§4.5.4 仿真結(jié)果與分析
§4.5.5 Wi-Fi與環(huán)境聲指紋聯(lián)合定位的優(yōu)點(diǎn)
§4.6 本章小結(jié)
第五章 基于Android的室內(nèi)分區(qū)定位軟件開發(fā)與實(shí)現(xiàn)
§5.1 室內(nèi)分區(qū)定位開發(fā)平臺(tái)
§5.2 室內(nèi)分區(qū)定位系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)
§5.2.1 軟件界面設(shè)計(jì)
§5.2.2 軟件功能演示
第六章 總結(jié)與展望
§6.1 論文工作總結(jié)
§6.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者攻讀碩士期間主要研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于低功耗藍(lán)牙信標(biāo)的室內(nèi)定位方法研究[J]. 劉振遠(yuǎn),侯明祥,方維維,李陽陽,路紅英. 中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2018(05)
[2]基于傳統(tǒng)超寬帶的室內(nèi)高精度動(dòng)態(tài)定位算法[J]. 王冰,劉炎炎,李清泉,莊嚴(yán),鐘佳威. 測繪地理信息. 2018(04)
[3]智能手機(jī)室內(nèi)背景聲感知與定位[J]. 昂晨,王玫,羅麗燕,宋浠瑜,熊璐琦. 無線電工程. 2018(08)
[4]基于智能手機(jī)的地磁/WiFi/PDR的室內(nèi)定位算法[J]. 阮琨,王玫,羅麗燕,熊璐琦,宋浠瑜. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2018(09)
[5]一種基于WiFi指紋特征匹配的加權(quán)K近鄰室內(nèi)定位算法[J]. 王恩良,王玫,孟志斌,徐湘寓. 桂林電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[6]GNSS全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組合定位定權(quán)方法研究綜述與分析[J]. 喻明明. 城市地理. 2015(22)
[7]基于Chroma-based BOW特征的多版本音樂識(shí)別[J]. 張秀,李念祖,李曉強(qiáng),王淞昕,李會(huì)永,李偉. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2015(02)
[8]基于TDOA的超聲波測距誤差分析與改進(jìn)[J]. 趙海,張寬,朱劍,李大舟. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(06)
[9]一種考慮非視線傳播影響的TOA定位算法[J]. 王昕,王宗欣,劉石. 通信學(xué)報(bào). 2001(03)
本文編號(hào):3183287
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3183287.html
最近更新
教材專著