本文關(guān)鍵詞：面向稀疏指紋的室內(nèi)定位方法研究

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【摘要】：室內(nèi)定位對于一系列的移動應用有著十分關(guān)鍵的作用,這一關(guān)鍵的作用促使大量研究人員在過去的幾十年間做了大量的研究。盡管全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)在室外可以達到較高的定位精度,但因為在室內(nèi)環(huán)境下不能接收到來自GPS定位衛(wèi)星的信號,直接利用GPS來室內(nèi)定位得到的定位效果一直不理想�；诮邮斩诵盘枏姸�(Received Signal Strength Indicator,RSSI)的定位算法充分利用了周邊現(xiàn)成的基礎設施,避免了部署特定設備的額外花銷。然而,基于RSSI的室內(nèi)定位算法大都是在基于室內(nèi)環(huán)境中無線接入點(Access Point,AP)數(shù)量很多的這一假設下進行的,甚至有一些室內(nèi)定位算法需要額外知道AP的物理位置�？墒窃诘湫偷南耧w機場、火車站這類室內(nèi)環(huán)境中,只有部分地方部署了AP,因此形成的Wi-Fi指紋非常稀疏。在實驗的結(jié)果可以看到,當只有少量AP存在的情況下,基于RSSI的室內(nèi)定位算法得到的結(jié)果非常不理想。由于行人航位推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)僅僅利用了智能手機內(nèi)部的慣性傳感器,這種室內(nèi)定位算法在指紋稀疏環(huán)境下是一種很好的選擇。本文基于現(xiàn)成智能手機中精度有限的慣性傳感器提出了一種新穎的、高效的、準確的計步算法。同時在計步算法之上,本文提出了航位推算系統(tǒng),再把粒子濾波算法應用到從指紋稀疏環(huán)境中偶然間接收到的信號強度,這樣可以緩減由于不斷累積帶來的誤差從而提升定位精度。本文實現(xiàn)了室內(nèi)定位系統(tǒng),之后基于安卓手機同時在細粒度和粗粒度的環(huán)境中做了大量的實驗。從實驗的結(jié)果中可以看到,本文提出的步伐檢測算法同時在效率和性能上超越了前人提出的計步算法,而且實驗結(jié)果的準確度非常理想。同時從粗粒度和細粒度實驗環(huán)境中得出的實驗結(jié)果中可以看到,本文提出的室內(nèi)定位算法相比其他基于RSSI的定位算法可以在指紋稀疏的環(huán)境中得出更佳的定位精度。
【關(guān)鍵詞】：室內(nèi)定位 智能手機 航位推算 稀疏指紋
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.53;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 主要符號對照表11-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 研究意義13-14
• 1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.4 研究內(nèi)容15-16
• 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)16-18
• 第二章 相關(guān)研究及技術(shù)介紹18-28
• 2.1 定位技術(shù)的分類18-19
• 2.1.1 基于測量信號的類型18-19
• 2.1.2 基于測量方式19
• 2.2 定位方式的分類19-26
• 2.2.1 基于無線射頻指紋19-20
• 2.2.2 基于無線射頻模型20-24
• 2.2.3 基于輔助設施24-25
• 2.2.4 基于航位推測25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-28
• 第三章 系統(tǒng)概述28-38
• 3.1 航位推算子系統(tǒng)28-34
• 3.1.1 步數(shù)檢測29-31
• 3.1.2 步長估計31-32
• 3.1.3 步伐方向判斷32-34
• 3.2 粒子濾波子系統(tǒng)34-37
• 3.2.1 RSSI特征34-35
• 3.2.2 粒子濾波35-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第四章 系統(tǒng)實現(xiàn)38-44
• 4.1 定位系統(tǒng)38-41
• 4.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)41-43
• 4.3 本章小結(jié)43-44
• 第五章 實驗結(jié)果分析44-54
• 5.1 實驗環(huán)境44-46
• 5.1.1 實驗環(huán)境44-45
• 5.1.2 實驗數(shù)據(jù)收集45-46
• 5.2 參數(shù)的選擇46-47
• 5.2.1 航位推算子系統(tǒng)46
• 5.2.2 粒子濾波子系統(tǒng)46-47
• 5.3 結(jié)果分析47-53
• 5.3.1 計步器精度47-49
• 5.3.2 粒子規(guī)模對定位精度的影響49-50
• 5.3.3 AP密度對定位精度的影響50-51
• 5.3.4 小型環(huán)境中的定位精度51
• 5.3.5 大型環(huán)境中的定位精度51-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 全文總結(jié)54-56
• 參考文獻56-60
• 致謝60-62
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄62-64

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1 本報記者 馬靜t，

本文編號：623196