隨著智能手機(jī)性能與普及率的不斷提升,基于位置的服務(wù)需求與日俱增,實(shí)時(shí)并準(zhǔn)確定位和跟蹤室內(nèi)外人員的能力變得越來越重要。然而,能夠提供準(zhǔn)確室外定位的全球定位系統(tǒng)在室內(nèi)多數(shù)情況下無法定位,因此近年來室內(nèi)精確定位成為受到廣泛關(guān)注的研究熱點(diǎn)。通過智能手機(jī)與基礎(chǔ)設(shè)施（Wi-Fi、藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)等）互動(dòng)能夠?yàn)槭覂?nèi)行人提供較為準(zhǔn)確的定位,但布局設(shè)施對(duì)于個(gè)人用戶成本較高,且無法應(yīng)用于未知環(huán)境。基于慣性的定位系統(tǒng)無需基礎(chǔ)設(shè)施輔助,但存在慣性傳感器固有的誤差累積問題。本研究以智能手機(jī)為平臺(tái),結(jié)合航向?yàn)V波器與圖像閉環(huán)檢測(cè)器,設(shè)計(jì)了當(dāng)目標(biāo)環(huán)境無基礎(chǔ)設(shè)施或先驗(yàn)信息輔助時(shí),應(yīng)用于室內(nèi)的實(shí)時(shí)行人定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)精度高、可靠性強(qiáng),針對(duì)長(zhǎng)達(dá)207米的行走軌跡,系統(tǒng)的平均定位誤差僅為0.83米,無需Wi-Fi、藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)布局,也不需要針對(duì)目標(biāo)環(huán)境建立地圖或圖像數(shù)據(jù)庫。針對(duì)該系統(tǒng)的行人航向估計(jì),本文提出了混合航向?yàn)V波方法,利用信息濾波器與互補(bǔ)濾波器的優(yōu)勢(shì),融合智能手機(jī)平臺(tái)的慣性傳感器與視覺傳感器信息,提升行人行進(jìn)方向估計(jì)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在總體轉(zhuǎn)向1800度后,該方法的平均航向估計(jì)誤差僅為3.09度。由于航向?yàn)V波無法消除內(nèi)... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１正ＥＥ?Ｘｐｌｏｒｅ上檢索的室內(nèi)＇定位與ＬＢＳ的２０年期刊與會(huì)議論文數(shù)量??

謝江太爭(zhēng)博士：學(xué)位論文?第１拳緒論??（■＾。，少。）?（＾ｉ－ｉ？?ｙｉ－＼?－￣?－??Ｋ?Ｕ??圖１．２行人航位推算原理示例??１．２．１．１步長(zhǎng)模型??在碁于歩長(zhǎng)模型的ＰＤＲ中，已有許多針對(duì)步長(zhǎng)估計(jì)方法的研究。例如在??ＡｌｅｋｓａｎｄｒＭｉｋｏｖ等學(xué)者［３９］的研究中，認(rèn)為步長(zhǎng)僅與垂宣方向的加速度有關(guān)。Ｗｅｎ－??Ｙｕａｈ?Ｓｈｉｈ等學(xué)者＿的研究認(rèn)為步長(zhǎng)與身高在行走時(shí)的變化有關(guān)。Ｒｕｉ?Ｚｈａｎｇ等學(xué)??者［４１］的研宄認(rèn)為步長(zhǎng)與上述兩種廣素均有關(guān)。ＱｉｎｇｌｉｎＴｉａｎ等學(xué)者ＰＩ認(rèn)為，步長(zhǎng)模??型與步頻的平方根和腿長(zhǎng)的積成比例關(guān)系，該比例因乎與男女性別有關(guān)，男性為??０．３１３９，女性為０．２９７５。此外，對(duì)寧初始的步長(zhǎng)，則僅與腿長(zhǎng)成比例，比例＿子??與上述數(shù)值不同，但也與性別相關(guān)。??已有的步長(zhǎng)模型對(duì)于步長(zhǎng)的估計(jì)窘別并不大。實(shí)際上，由于每個(gè)步伐之間的??獨(dú)立性，單次步長(zhǎng)估計(jì)的誤差并沒有累積性；然而單次航＿向的誤差卻是在每步中??不斷累積的，因此相較于步長(zhǎng)誤差，航向誤差對(duì)于定位精度的影響更為明顯。例??如在Ｊｅｏｎｇ?Ｗｏｎ?Ｋｉｍ等學(xué)者Ｍ的ＰＤＲ系統(tǒng)中，在直線走出１００步，７４．２米的距??離后，步長(zhǎng)估計(jì)的誤差僅為２．５３米，但在前３０步以內(nèi)，航向偏移的誤差就能達(dá)??到５度以上，假設(shè)不適用其他方法校正航向偏移，以５度偏移行走７４米，最終??可能會(huì)產(chǎn)生６．４７米的定位偏移。而在ＱｉｎｇｌｉｎＴｉａｎ［４４＾ＰＤＲ方法中，在９６．３３米??的路徑中步長(zhǎng)誤差僅為０．０４米，但航向誤差超過１４．２３度。該方法中額外使用了??地圖邊界粒子濾波與ＮＦＣ角度修正航向的漂移，但若假設(shè)沒有額外校正＊僅使用??慣性

浙江大學(xué)博土學(xué)位論文第１拳緒論??間超過了?１５５７８毫秒，而圖像幀的分辨率僅為６４０ｘ４８０。同樣地，在ＹａｎＺｈｏｕ的??研宄中，若當(dāng)前圖像與數(shù)據(jù)庫中的圖像匹配的點(diǎn)對(duì)達(dá)到５０對(duì)時(shí)，定位這張圖像位??置的平均時(shí)間超過了?５０００毫秒。??１．２．２．３?閉＿測(cè)??上述兩種定位輔助方法都需要與外部設(shè)施交互，或詳細(xì)地了解＿標(biāo)環(huán)境信息，??這使得系統(tǒng)在應(yīng)用于全新的場(chǎng)暈時(shí)變得不可靠：，因此在無基礎(chǔ)設(shè)施輔助或先驗(yàn)信??息的情況下，只能依拳自身傳感器對(duì)歷史信息進(jìn)行搜索匹配以校正偏差。除了圖??像配準(zhǔn)，另一種通過圖像輔助減少定位誤差累積的有效方是閉環(huán)檢測(cè)，其基本??原理是，在定位過程中隨著時(shí)間的推移不斷拍攝圖像，判斷當(dāng)前圖像在歷史圖像??序列中是否出現(xiàn)過，以此來將當(dāng)前的定位修正為己訪問過的位置ａ囡此，閉環(huán)檢??測(cè)不需要擁有對(duì)目標(biāo)區(qū)域的先驗(yàn)知識(shí)，在定位系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用更為廣泛。圖１．３??是一個(gè)閉環(huán)檢測(cè)的示意圖，在行進(jìn)一個(gè)環(huán)形路徑（紅線）時(shí)，行人視角觀察到前??方地點(diǎn)與記憶中的地點(diǎn)（藍(lán)色圓圈）在畫面上吻合，因此判斷自已回到了出發(fā)點(diǎn)，??路徑形成了閉環(huán)。??油ＡＶＵＩ穴＾＼???：■?ｊ?ｄ?ｒ?？？■■■．．Ｔａ．??剛０?〇??浙江大竽體兩ｔｓ??／?ｍ／?ｔ??茫萆Ｂ點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室＾?■??＿?光子字念木團(tuán)際〇?？?－??圖１．３閉環(huán)檢測(cè)原理示意圖??９??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國通信業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展提供有力支撐 2017年通信業(yè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)[J].   通信企業(yè)管理. 2018(02)
[2]科技部發(fā)布《導(dǎo)航與位置服務(wù)科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》[J].   衛(wèi)星應(yīng)用. 2012(05)

博士論文
[1]移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)的室內(nèi)定位系統(tǒng)研究及優(yōu)化加速[D]. 田清霖.浙江大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3499660