發(fā)布時間：2017-12-23 15:04

  本文關(guān)鍵詞：智能終端多傳感器室內(nèi)定位及相應(yīng)導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫建立和更新方法研究　出處：《武漢大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著智能生活的到來,移動智能終端的普及帶動了位置服務(wù)市場的興起,在大數(shù)據(jù)背景下凸顯了泛在測繪的重要性。泛在測繪是指用戶在任何地點(diǎn)、任何時間為認(rèn)知環(huán)境與人的關(guān)系而創(chuàng)建和使用地理信息或地圖的活動,強(qiáng)調(diào)人、環(huán)境等信息的自然特性和社會關(guān)聯(lián)。同時,泛在測繪強(qiáng)調(diào)了用戶位置在時間和空間上的泛在性,因此室內(nèi)定位是泛在測繪的重要組成部分。室外的位置服務(wù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展,全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(GNSS)已經(jīng)能夠基本滿足應(yīng)用需求,而室內(nèi)定位仍然沒有得到有效解決。針對目前的消費(fèi)類應(yīng)用現(xiàn)狀,本文提出了一種結(jié)合WIFI、藍(lán)牙(BLE)、陀螺儀、加速度計(jì)、磁強(qiáng)計(jì)多種信息的組合導(dǎo)航方法。目前大多數(shù)消費(fèi)類室內(nèi)定位技術(shù)如WiFi指紋定位、磁場匹配定位都依賴于導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫。導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量直接決定了定位的精度和可靠性,以WiFi旨紋定位為例,為了保證數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量,傳統(tǒng)的指紋采集方法需要測繪人員花費(fèi)大量時間建立數(shù)據(jù)庫而且需要定期重復(fù)這一過程以更新維護(hù)數(shù)據(jù)庫,這是限制WIFI推廣的主要原因。在大數(shù)據(jù)的背景下,采用眾包方法更新導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫是未來發(fā)展的趨勢。而利用眾包方法自動更新數(shù)據(jù)庫,需要從海量的用戶數(shù)據(jù)中挑選出準(zhǔn)確的用戶軌跡,本文提出了一種評估行人導(dǎo)航數(shù)據(jù)質(zhì)量的模型為數(shù)據(jù)自動篩選提供了一個準(zhǔn)則。具體的創(chuàng)新點(diǎn)如下：(1)在實(shí)現(xiàn)了基于手機(jī)內(nèi)置慣性傳感器的航跡推算、基于WiFi的指紋識別、基于BLE的三角定位、以及基于磁強(qiáng)計(jì)的室內(nèi)磁場匹配的基礎(chǔ)上,提出了WiFi/BLE/PDR/MM組合的多源融合定位技術(shù)。充分利用各種定位源的互補(bǔ)性,利用多層質(zhì)量控制,通過融合提高系統(tǒng)的定位的精度、可用度和可靠性。(2)提出了一種適用于室內(nèi)行人導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫建立的的雙向?yàn)V波平滑算法。該算法能夠克服傳統(tǒng)RTS反向平滑算法在行人導(dǎo)航應(yīng)用時模型不準(zhǔn)確情況下P陣過小難以發(fā)揮反向?yàn)V波效果的問題,得到大幅優(yōu)于單向?yàn)V波的導(dǎo)航結(jié)果,為后續(xù)眾包數(shù)據(jù)庫生成提供了條件。(3)提出了一種基于錨點(diǎn)和自主行人導(dǎo)航數(shù)據(jù)的眾包數(shù)據(jù)庫生成方法,使用大眾用戶的日常手機(jī)數(shù)據(jù),生成可靠的室內(nèi)導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫。提出了室內(nèi)導(dǎo)航錨點(diǎn)的概念：一方面,可以使用用戶進(jìn)出建筑情況下室外的GNSS位置作為錨點(diǎn)；另一方面,可以在室內(nèi)存在BLE等可靠路標(biāo)的情況下,使用路標(biāo)點(diǎn)作為錨點(diǎn)。(4)分析了影響眾包數(shù)據(jù)庫質(zhì)量的因素,如運(yùn)動模式、傳感器零偏、導(dǎo)航時間,并相應(yīng)地給出了降低其影響的解決方案,如模式識別、零偏實(shí)時標(biāo)定、雙向?yàn)V波等。(5)提出了一種定量化評估日常行人導(dǎo)航數(shù)據(jù)質(zhì)量的框架模型。通過該模型,可以由程序自動算出各條導(dǎo)航軌跡的可靠性,并挑選出可靠的數(shù)據(jù),生成眾包數(shù)據(jù)庫。本文實(shí)現(xiàn)了不需要任何人工干預(yù)的導(dǎo)航軌跡定量化評估,為大數(shù)據(jù)背景下室內(nèi)導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫的眾包生成和更新提供了一種評估框架。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P208

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本文編號：1324353