基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的候機樓室內(nèi)定位方法研究
發(fā)布時間:2021-04-12 14:18
近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,人們對位置服務(wù)需求也越來越高,傳統(tǒng)的GPS衛(wèi)星定位技術(shù)由于建筑物對衛(wèi)星信號的阻擋,不能準確有效的提供室內(nèi)定位服務(wù),各行各業(yè)對室內(nèi)定位服務(wù)需求愈發(fā)強烈,室內(nèi)定位技術(shù)受到了國內(nèi)外研究者們的廣泛關(guān)注,基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的室內(nèi)定位技術(shù)成為研究熱點。本文首先對國內(nèi)外先進的室內(nèi)定位進行深入的研究,再結(jié)合機場候機樓這種特定的環(huán)境找出一種合適的定位方式。針對候機樓WiFi信號不穩(wěn)定的問題提出一種基于WiFi濾波法的行人定位方法,該方法對WiFi信號進行濾波處理,利用K-近鄰(KNN)的WiFi指紋匹配方式并與慣性導(dǎo)航技術(shù)相結(jié)合實現(xiàn)室內(nèi)定位。針對候機樓面積大,WiFi指紋匹配時間過長的問題,提出一種基于慣導(dǎo)輔助的WiFi室內(nèi)定位方法,該方法利用聚類方式對WiFi指紋進行分類,形成聚類中心,并利用慣性導(dǎo)航技術(shù)縮小WiFi指紋匹配范圍,從而大大縮小定位耗時且大大提高定位的實時性。通過對機場候機樓出現(xiàn)的WiFi信號不穩(wěn)定和WiFi指紋匹配時間過長兩個問題的有效解決,大大提高了定位的準確性和實時性,為旅客提供了高質(zhì)量的候機樓定位服務(wù),有效的提升了機場候機樓的綜合服務(wù)質(zhì)量。
【文章來源】:中國民航大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:51 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
基于三錨節(jié)點的位置估計測量從移動目標出發(fā)的信號達到錨節(jié)點的時間,將當前錨節(jié)點記為i,達到該i的
肫渲校?庋?拍蓯迪幟勘甑木?范ㄎ唬琓DOA定位方法在無源定位中應(yīng)用十分普遍。從其原理層面來看,利用TDOA定位方法進行定位,其實現(xiàn)步驟可簡要概括為:首先需要采用合適的技術(shù)來確定TDOA測量值,在此階段可基于已有的時延估計技術(shù)來進行確定,對于不同基站之間的TDOA值進行估計,隨后基于估計得到的TDOA值按照信號傳播原理完成方程組的構(gòu)建,通過構(gòu)建的方程組來實現(xiàn)目標位置的求解。其次,對上述步驟中確定的方程組進行求解,此時要采用較好的TDOA定位算法來完成,由此即可得到目標位置估計值。該算法流程如圖2-3所示。圖2-3TDOA定位算法流程3、基于RSSl的定位基于RSSI的定位方法主要原理為通過已發(fā)射和接收節(jié)點的信號強度來計算信號在傳輸過程中出現(xiàn)的損耗,通過信號模型將信號在傳輸中出現(xiàn)的損耗進行轉(zhuǎn)化,得到待定位標簽和閱讀器之間的距離,前者在以后者為圓心,半徑為估計距離的圓上,通過多個閱讀器的交點即可確定目標的位置信息。無線信號在室內(nèi)傳播的過程中受到諸多因素的干擾,且在室內(nèi)傳播時環(huán)境較為復(fù)雜,存在障礙物,根據(jù)理論分析和實踐經(jīng)驗可知,無線信號在室內(nèi)傳播時隨著距離的增大,信號強度將逐漸減校無線信號的室內(nèi)傳播衰減模型如圖2-4所示。假定在室內(nèi)所傳播的無線信號強度為已知,則此時信號的傳播模型如下式所示,根據(jù)信號傳播模型即可得到目標節(jié)點處的信號傳播強度,由此可通過信號強度之間的變化關(guān)系確定節(jié)點之間的距離,由此可得到目標節(jié)點的位置信息,并通過坐標的形式予以表
中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文12示。圖2-4室內(nèi)傳播衰減模型PLPL10lg00-dddnζd(2.2)其中,n為環(huán)境因子,取2~4,PL(d)為距離發(fā)射信號d處接收信的強度,PL(d0)指距離為d0時接收信號強度,ζ為衰減因子。4、三邊定位法三邊定位法在應(yīng)用時具有良好的定位精度,同時該方法相較于以上兩種方法而言具有更高的計算效率,是一種通過測量目標和參考節(jié)點距離來完成目標位置估算的方法,該定位方法的原理圖2-5所示。圖2-5三邊定位原理
【參考文獻】:
期刊論文
[1]K-means聚類算法的改進與應(yīng)用[J]. 劉建花. 太原師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020(01)
[2]一種基于超寬帶測距的粒子濾波平滑方法[J]. 王鷗,于亮亮,楊明鈺,金成明,王飛. 電子設(shè)計工程. 2019(24)
[3]一種基于多相位差的RFID標簽三維定位方法[J]. 邱蘭馨,黃樟欽,李達. 計算機學(xué)報. 2019(11)
[4]基于改進雙向雙邊測距的超寬帶定位技術(shù)及應(yīng)用研究[J]. 李小亭,郎月新,韋子輝,張要發(fā),楊澤,徐瀟瀟. 中國測試. 2019(10)
[5]基于譜回歸核判別分析的候機樓室內(nèi)快速定位算法[J]. 丁建立,穆濤,王懷超. 計算機應(yīng)用. 2019(01)
[6]基于改進的DBN的WLAN指紋定位數(shù)據(jù)庫構(gòu)建算法[J]. 楊晉生,劉斌. 光電子·激光. 2018(09)
[7]基于非線性RTS平滑器的RFID室內(nèi)定位跟蹤[J]. 李亞,佐磊,何怡剛,張楠. 計算機仿真. 2018(08)
[8]基于WiFi位置指紋室內(nèi)定位算法的研究與實踐[J]. 張會清,蘇園竟,陳一偉. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2018(03)
[9]一種基于全向指紋庫的WiFi室內(nèi)定位方法[J]. 畢京學(xué),汪云甲,曹鴻基,王永康. 測繪通報. 2018(02)
[10]WiFi與慣導(dǎo)融合的漸消因子擴展卡爾曼濾波實時定位算法[J]. 段珊珊,李昕. 計算機與現(xiàn)代化. 2017(12)
博士論文
[1]基于決策樹和K最近鄰算法的文本分類研究[D]. 王煜.天津大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于超聲波與紅外線的室內(nèi)實時定位系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 曾顯彬.華僑大學(xué) 2017
[2]基于WLAN的候機廳室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 王忠明.電子科技大學(xué) 2014
本文編號:3133446
【文章來源】:中國民航大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:51 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
基于三錨節(jié)點的位置估計測量從移動目標出發(fā)的信號達到錨節(jié)點的時間,將當前錨節(jié)點記為i,達到該i的
肫渲校?庋?拍蓯迪幟勘甑木?范ㄎ唬琓DOA定位方法在無源定位中應(yīng)用十分普遍。從其原理層面來看,利用TDOA定位方法進行定位,其實現(xiàn)步驟可簡要概括為:首先需要采用合適的技術(shù)來確定TDOA測量值,在此階段可基于已有的時延估計技術(shù)來進行確定,對于不同基站之間的TDOA值進行估計,隨后基于估計得到的TDOA值按照信號傳播原理完成方程組的構(gòu)建,通過構(gòu)建的方程組來實現(xiàn)目標位置的求解。其次,對上述步驟中確定的方程組進行求解,此時要采用較好的TDOA定位算法來完成,由此即可得到目標位置估計值。該算法流程如圖2-3所示。圖2-3TDOA定位算法流程3、基于RSSl的定位基于RSSI的定位方法主要原理為通過已發(fā)射和接收節(jié)點的信號強度來計算信號在傳輸過程中出現(xiàn)的損耗,通過信號模型將信號在傳輸中出現(xiàn)的損耗進行轉(zhuǎn)化,得到待定位標簽和閱讀器之間的距離,前者在以后者為圓心,半徑為估計距離的圓上,通過多個閱讀器的交點即可確定目標的位置信息。無線信號在室內(nèi)傳播的過程中受到諸多因素的干擾,且在室內(nèi)傳播時環(huán)境較為復(fù)雜,存在障礙物,根據(jù)理論分析和實踐經(jīng)驗可知,無線信號在室內(nèi)傳播時隨著距離的增大,信號強度將逐漸減校無線信號的室內(nèi)傳播衰減模型如圖2-4所示。假定在室內(nèi)所傳播的無線信號強度為已知,則此時信號的傳播模型如下式所示,根據(jù)信號傳播模型即可得到目標節(jié)點處的信號傳播強度,由此可通過信號強度之間的變化關(guān)系確定節(jié)點之間的距離,由此可得到目標節(jié)點的位置信息,并通過坐標的形式予以表
中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文12示。圖2-4室內(nèi)傳播衰減模型PLPL10lg00-dddnζd(2.2)其中,n為環(huán)境因子,取2~4,PL(d)為距離發(fā)射信號d處接收信的強度,PL(d0)指距離為d0時接收信號強度,ζ為衰減因子。4、三邊定位法三邊定位法在應(yīng)用時具有良好的定位精度,同時該方法相較于以上兩種方法而言具有更高的計算效率,是一種通過測量目標和參考節(jié)點距離來完成目標位置估算的方法,該定位方法的原理圖2-5所示。圖2-5三邊定位原理
【參考文獻】:
期刊論文
[1]K-means聚類算法的改進與應(yīng)用[J]. 劉建花. 太原師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020(01)
[2]一種基于超寬帶測距的粒子濾波平滑方法[J]. 王鷗,于亮亮,楊明鈺,金成明,王飛. 電子設(shè)計工程. 2019(24)
[3]一種基于多相位差的RFID標簽三維定位方法[J]. 邱蘭馨,黃樟欽,李達. 計算機學(xué)報. 2019(11)
[4]基于改進雙向雙邊測距的超寬帶定位技術(shù)及應(yīng)用研究[J]. 李小亭,郎月新,韋子輝,張要發(fā),楊澤,徐瀟瀟. 中國測試. 2019(10)
[5]基于譜回歸核判別分析的候機樓室內(nèi)快速定位算法[J]. 丁建立,穆濤,王懷超. 計算機應(yīng)用. 2019(01)
[6]基于改進的DBN的WLAN指紋定位數(shù)據(jù)庫構(gòu)建算法[J]. 楊晉生,劉斌. 光電子·激光. 2018(09)
[7]基于非線性RTS平滑器的RFID室內(nèi)定位跟蹤[J]. 李亞,佐磊,何怡剛,張楠. 計算機仿真. 2018(08)
[8]基于WiFi位置指紋室內(nèi)定位算法的研究與實踐[J]. 張會清,蘇園竟,陳一偉. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2018(03)
[9]一種基于全向指紋庫的WiFi室內(nèi)定位方法[J]. 畢京學(xué),汪云甲,曹鴻基,王永康. 測繪通報. 2018(02)
[10]WiFi與慣導(dǎo)融合的漸消因子擴展卡爾曼濾波實時定位算法[J]. 段珊珊,李昕. 計算機與現(xiàn)代化. 2017(12)
博士論文
[1]基于決策樹和K最近鄰算法的文本分類研究[D]. 王煜.天津大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于超聲波與紅外線的室內(nèi)實時定位系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 曾顯彬.華僑大學(xué) 2017
[2]基于WLAN的候機廳室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 王忠明.電子科技大學(xué) 2014
本文編號:3133446
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