發(fā)布時(shí)間：2021-10-20 00:45

　　伴隨著城市化的快速發(fā)展,人類室內(nèi)活動(dòng)面積逐漸加大,對(duì)室內(nèi)定位的需求也在不斷的增加,如智慧醫(yī)療、公共安全、商業(yè)推廣等。由于衛(wèi)星信號(hào)無法穿透至室內(nèi),室內(nèi)的位置服務(wù)只能借助其他的定位技術(shù),如WIFI、藍(lán)牙、UWB、RFID、PDR、地磁、計(jì)算機(jī)視覺和音頻等。其中,音頻室內(nèi)定位技術(shù)因具有良好的智能設(shè)備兼容性,有望通過低成本的硬件設(shè)施投入,為用戶提供分米級(jí)的高精度室內(nèi)定位服務(wù),近年來受到了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。實(shí)際應(yīng)用中,復(fù)雜室內(nèi)場景帶來的強(qiáng)多徑、非視距和多普勒效應(yīng)等是影響音頻室內(nèi)定位系統(tǒng)（Acoustic Indoor Positioning System,AIPS）性能的關(guān)鍵因素。此外,目標(biāo)與節(jié)點(diǎn)間的幾何條件、音頻發(fā)射方案、節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘偏差等因素的影響也不能忽視。本文以自行研制的低成本音頻室內(nèi)定位硬件平臺(tái)為設(shè)備基礎(chǔ),面向?qū)嶋H應(yīng)用中的諸多復(fù)雜因素,開展了對(duì)音頻檢測(cè)算法、定位算法以及異常處理和可靠性判斷方法的研究,旨在為實(shí)現(xiàn)高精度、魯棒的實(shí)時(shí)音頻定位提供解決方案。具體的研究工作和成果包括:（1）為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜室內(nèi)場景下的音頻到達(dá)時(shí)間差（Time Difference of Arrival,TDoA）... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 室內(nèi)定位技術(shù)的研究背景及意義
    1.2 室內(nèi)定位技術(shù)概述
    1.3 音頻室內(nèi)定位系統(tǒng)
        1.3.1 音頻室內(nèi)定位系統(tǒng)架構(gòu)和分類
        1.3.2 音頻檢測(cè)算法及其研究現(xiàn)狀
        1.3.3 基于TDoA的定位算法及其研究現(xiàn)狀
        1.3.4 異常處理和可靠性判斷方法
    1.4 本文研究目標(biāo)與研究內(nèi)容
    1.5 論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 音頻定位系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和硬件平臺(tái)搭建
    2.1 音頻定位系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.1.1 定位音頻的選擇
        2.1.2 介質(zhì)訪問方式
    2.2 音頻定位系統(tǒng)的硬件平臺(tái)搭建
        2.2.1 硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
        2.2.2 硬件成本核算
    2.3 本章小節(jié)
第3章 復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境下高精度TDoA和NRV估計(jì)
    3.1 引言
    3.2 自適應(yīng)的ADS截取
        3.2.1 同步過程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)算法
        3.2.2 定位過程中的自適應(yīng)ADS截取
    3.3 強(qiáng)多徑和非視距環(huán)境下的AAT精確檢測(cè)
        3.3.1 聲音在室內(nèi)的傳播特性簡介
        3.3.2 復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境因素對(duì)AAT檢測(cè)的影響
        3.3.3 基于自相關(guān)波形特征的AAT檢測(cè)方法
        3.3.4 量測(cè)TDoA和NRV的獲取
    3.4 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)情形下的AAT精確檢測(cè)
        3.4.1 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)對(duì)AAT檢測(cè)的影響
        3.4.2 基于NRV的多普勒修正方法
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于TDoA和NRV量測(cè)的定位算法研究
    4.1 引言
    4.2 基于TDoA和NRV量測(cè)的定位問題描述
    4.3 基于TDoA的定位算法
        4.3.1 基于TDoA的組合加權(quán)定位方法
        4.3.2 分時(shí)發(fā)射策略中的移動(dòng)目標(biāo)定位修正方法
        4.3.3 數(shù)值仿真
    4.4 基于TDoA+NRV的定位算法
        4.4.1 基于TDoA+NRV的線性加權(quán)最小二乘方法
        4.4.2 基于TDoA+NRV的搜索加權(quán)定位方法
        4.4.3 數(shù)值仿真
    4.5 本章小結(jié)
第5章 自適應(yīng)卡爾曼濾波和可靠性判斷方法
    5.1 引言
    5.2 自適應(yīng)卡爾曼濾波
        5.2.1 卡爾曼濾波簡介
        5.2.2 針對(duì)AAT和NRV估計(jì)的自適應(yīng)卡爾曼濾波
    5.3 可靠性判斷方法
        5.3.1 COM-W方法中的可靠性判斷
        5.3.2 SEA-W方法中的可靠性判斷
    5.4 數(shù)值仿真
        5.4.1 AKF處理異常AAT和NRV的效果分析
        5.4.2 AKF和可靠性判斷實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位的魯棒性分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    6.1 手機(jī)端核心算法移植和APP開發(fā)
    6.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置
        6.2.1 靜態(tài)目標(biāo)定位實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        6.2.2 動(dòng)態(tài)目標(biāo)定位實(shí)驗(yàn)設(shè)置
    6.3 音頻檢測(cè)算法的性能分析
        6.3.1 音頻檢測(cè)算法中的閾值確定
        6.3.2 AAT估計(jì)方法的性能比較
        6.3.3 NRV估計(jì)和多普勒效應(yīng)誤差修正
    6.4 定位算法性能分析
        6.4.1 不同定位算法性能比較
        6.4.2 發(fā)射策略中分時(shí)問題的修正
    6.5 自適應(yīng)卡爾曼濾波和可靠性判斷性能分析
        6.5.1 靜態(tài)目標(biāo)定位實(shí)驗(yàn)
        6.5.2 動(dòng)態(tài)目標(biāo)定位實(shí)驗(yàn)
    6.6 本章小節(jié)
第7章 工作總結(jié)和展望
    7.1 主要工作總結(jié)
    7.2 研究創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3445917