本文關(guān)鍵詞：基于Wi-Fi與藍(lán)牙的室內(nèi)定位技術(shù)研究

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【摘要】：眾所周知,全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS,Global Navigation Satellite System)的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)非常完善,可以在室外提供準(zhǔn)確可靠的定位服務(wù)。與此同時(shí),由于技術(shù)的不斷發(fā)展,普通用戶使用GNSS的成本非常低,使得GNSS得到了極快的推廣。然而,建筑物對(duì)于衛(wèi)星信號(hào)的遮擋導(dǎo)致GNSS系統(tǒng)無(wú)法直接在室內(nèi)提供定位服務(wù),使得室內(nèi)成為定位的盲區(qū)。隨著人們對(duì)基于位置服務(wù)(LBS,Location Based Service)的需求不斷提升,室內(nèi)定位的大規(guī)模推廣也變得越來(lái)越迫切,這使得室內(nèi)定位持續(xù)成為定位領(lǐng)域的火熱關(guān)注點(diǎn)。目前室內(nèi)定位技術(shù)按信號(hào)可以分為紅外線定位、可見光定位、超寬帶定位、Wi-Fi定位和藍(lán)牙定位等。相對(duì)其它信號(hào)來(lái)說(shuō),Wi-Fi定位和藍(lán)牙定位在民用場(chǎng)景下的發(fā)展前景最大,因?yàn)閃i-Fi技術(shù)在局域網(wǎng)應(yīng)用中已經(jīng)非常成熟,且信號(hào)傳播距離和穿透能力相對(duì)較強(qiáng),而藍(lán)牙技術(shù)則憑借著其低成本高續(xù)航以及穩(wěn)定快速的信號(hào)傳輸?shù)葍?yōu)勢(shì)在無(wú)線傳輸設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。雖然Wi-Fi與藍(lán)牙的定位精度無(wú)法與成本高昂的超寬帶定位相比,但Wi-Fi和藍(lán)牙的芯片都已經(jīng)集成于幾乎所有新的智能手機(jī)中,這對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),無(wú)需額外的客戶端設(shè)備,減少了應(yīng)用推廣的成本。因此本文所提出的幾種定位方法均是基于Wi-Fi和藍(lán)牙信號(hào)。針對(duì)目前Wi-Fi和藍(lán)牙定位的不足,本文提出了一種基于Wi-Fi與藍(lán)牙的室內(nèi)融合定位方法以及兩種Wi-Fi指紋定位算法,并基于SVM提出了兩種定位誤差補(bǔ)償算法:(1)針對(duì)單模信號(hào)定位精度不穩(wěn)定的情況,本文提出了 Wi-Fi與藍(lán)牙的新融合定位方式。首先通過(guò)Wi-Fi位置指紋定位獲得粗定位結(jié)果,然后通過(guò)粗定位坐標(biāo)以及坐標(biāo)周圍的參考點(diǎn)指紋獲得用戶所在區(qū)域的藍(lán)牙信號(hào)傳播模型參數(shù),實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙定位并完成兩種定位方式的結(jié)果融合。通過(guò)兩種信號(hào)和兩種方法的融合,增強(qiáng)最終定位結(jié)果的穩(wěn)定性,提升定位的精度。最終的定位精度比單獨(dú)使用Wi-Fi和藍(lán)牙技術(shù)分別提升了 13%和16%。(2)針對(duì)位置指紋定位技術(shù)中信號(hào)跳變對(duì)傳統(tǒng)WKNN精度的影響,本文對(duì)指紋存儲(chǔ)方式和匹配方式上做了改進(jìn)。通過(guò)AP多次匹配并利用信號(hào)強(qiáng)度為AP加入權(quán)重,最終實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,定位精度相比于原始WKNN提高了13.04%。(3)提出了 SVM定位算法與卡爾曼濾波結(jié)合的定位算法。首先利用SVM位置預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)用戶位置,然后通過(guò)卡爾曼濾波算法對(duì)用戶位置進(jìn)行濾波修正,有效減少了移動(dòng)中用戶的定位誤差,并且對(duì)于靜止的用戶也可以減少定位跳變幅度,得到更良好的定位體驗(yàn)。(4)針對(duì)定位過(guò)程中產(chǎn)生的誤差,本文提出了 SVR和SVC兩種誤差補(bǔ)償方法�；谥С窒蛄繖C(jī)良好的機(jī)器學(xué)習(xí)能力,本文分別使用SVR和SVC尋找定位區(qū)域內(nèi)不同位置處接收到的信號(hào)強(qiáng)度集合與該位置處最終的定位誤差之間的映射關(guān)系。在實(shí)時(shí)定位過(guò)程中,通過(guò)信號(hào)強(qiáng)度集合以及映射關(guān)系預(yù)測(cè)定位誤差,并根據(jù)預(yù)測(cè)值對(duì)定位結(jié)果實(shí)施誤差補(bǔ)償,提升最終的定位精度。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN92

【相似文獻(xiàn)】

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1 本報(bào)記者 馬靜t，

本文編號(hào)：1274023