【摘要】：隨著信息時(shí)代的到來,基于位置的服務(wù)逐漸在日常生活中扮演著重要角色。作為傳統(tǒng)室外定位技術(shù)的強(qiáng)力補(bǔ)充,室內(nèi)定位技術(shù)的研究近年來受到廣泛的關(guān)注。其中,基于位置指紋的定位技術(shù)因其定位精度高、應(yīng)用場(chǎng)景靈活等優(yōu)點(diǎn)已成為室內(nèi)定位技術(shù)的主流。本文以藍(lán)牙技術(shù)為平臺(tái),在研究位置指紋定位原理的基礎(chǔ)上,分析室內(nèi)指紋定位技術(shù)中主要存在的問題。通過采集RSSI數(shù)據(jù)分析信號(hào)強(qiáng)度的時(shí)間、空間特性,并主要針對(duì)離線階段指紋庫構(gòu)建效率低問題以及在線階段匹配算法性能不高等問題展開研究。具體開展的工作如下:為提高離線階段構(gòu)建位置指紋庫的效率,減少離線階段采集指紋庫所需的工作開銷,提出一種基于非負(fù)矩陣補(bǔ)全的指紋庫重構(gòu)算法,利用非負(fù)矩陣補(bǔ)全模型對(duì)指紋重構(gòu)問題進(jìn)行建模。針對(duì)采樣矩陣中可能伴有野值噪聲而影響重構(gòu)指紋庫后的定位精度問題,添加野值噪聲對(duì)模型進(jìn)一步改進(jìn),最后利用ADMM算法(Alternating Direction Method of Multipliers,交替方向乘子法)求解得到完整指紋矩陣。仿真結(jié)果表明,該方法可以有效構(gòu)建離線階段位置指紋庫,且重構(gòu)精度比傳統(tǒng)插值算法高。在大型定位場(chǎng)景中采集的位置指紋庫含有特征冗余不利于定位,且在線定位階段逐條搜索十分耗時(shí)。針對(duì)上述問題,研究一種基于半監(jiān)督仿射傳播聚類和KLDA降維技術(shù)(Kernel Linear Discrimination Analysis,核線性判別分析)的室內(nèi)定位算法。首先考慮無位置標(biāo)簽的RSSI信息,并將其與離線位置指紋庫做半監(jiān)督聚類處理。在聚類過程中利用AP集合相似度對(duì)聚類算法做出改進(jìn),減少僅考慮RSSI信息聚類過程產(chǎn)生的奇點(diǎn),完成聚類后使用KLDA降維技術(shù)對(duì)指紋庫去特征冗余處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法能夠有效減少定位時(shí)間,且結(jié)合無位置標(biāo)簽RSSI信息后的定位精度得到明顯提升,平均定位誤差達(dá)到1.86 m。
【圖文】：

AP9圖 2.7 定位場(chǎng)景示意圖在本文選取重慶某公司的JinouBeacon作為室內(nèi)定位的藍(lán)牙基站，如圖2.8所示。JinouBeacon 是基于德州儀器（Texas Instrument ，TI ）的 CC2540 芯片，可以全面支持藍(lán)牙低功耗技術(shù)。圖 2.8 藍(lán)牙 AP 實(shí)物圖離線階段采集信號(hào)的移動(dòng)終端為 nubia Z11mini 智能手機(jī)。在試驗(yàn)中以 Android環(huán)境為平臺(tái)，開發(fā)了可以檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度的軟件。軟件采集頁面如下圖所示：

圖 2.9 信號(hào)采集頁面圖的變化情況某參考位置接收信號(hào)強(qiáng)度隨時(shí)間的時(shí)段對(duì)同一位置連續(xù)采樣 100 s 看出，，在選取的兩個(gè)時(shí)段內(nèi)接收時(shí)間段里信號(hào)強(qiáng)度變化特性有所這兩個(gè)時(shí)間段的信號(hào)強(qiáng)度做統(tǒng)計(jì) 2.2 所示。從表中可以看出兩個(gè)庫時(shí)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行均值處進(jìn)行定位是可行的。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN92

【參考文獻(xiàn)】

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1 楊陽;毛永毅;鄭敏;;基于小波變換的AOA定位算法[J];微型機(jī)與應(yīng)用;2014年03期

2 張浩;劉興;Gulliver T A;崔學(xué)榮;;基于單基站天線陣列的超寬帶定位AOA估計(jì)方法[J];電子與信息學(xué)報(bào);2013年08期

3 李文斌;陳嶷瑛;張娟;張新東;;使用Fisher線性判別方法的提取分類器[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2010年14期

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1 劉志建;融合WLAN和Bluetooth的室內(nèi)位置指紋定位技術(shù)研究[D];遼寧工業(yè)大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2594395