【摘要】：伴隨著移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來,移動智能終端設(shè)備(如智能手機(jī))的銷量正在超越傳統(tǒng)臺式計算機(jī)的銷量。這種移動智能終端設(shè)備的增加激發(fā)了對位置感知以及其應(yīng)用場景的探索。利用室內(nèi)定位技術(shù)提供室內(nèi)的位置服務(wù),成為基于位置服務(wù)(LBS)領(lǐng)域一大研究熱點(diǎn)。然而現(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)在實(shí)用性和定位精度上還存在不足。本文在慣性傳感器定位算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合藍(lán)牙定位算法的優(yōu)點(diǎn),提出了基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的慣性傳感器和藍(lán)牙定位算法融合算法。并結(jié)合實(shí)際開發(fā)出室內(nèi)定位系統(tǒng)。本文的工作主要包括以下幾點(diǎn):(1)現(xiàn)有的行人航位推算算法大都基于地理坐標(biāo)系的,而行人在使用手機(jī)行進(jìn)過程中獲得傳感器數(shù)據(jù)是基于載體坐標(biāo)系的。因此,本文提出基于Mahony互補(bǔ)濾波算法的姿態(tài)解算算法,然后在姿態(tài)解算的基礎(chǔ)上對行人計步算法、步長估計以及方向估計方面進(jìn)行研究。對于計步算法,本文提出了對Z軸加速度進(jìn)行高頻和低頻濾波來消除噪聲干擾,通過閾值檢測估計步數(shù)來提高計步精度;對于步長估計,本文研究了非線性步長模型。藍(lán)牙定位技術(shù)主要包括三邊測量定位方法和室內(nèi)路徑損耗模型。本文通過閱讀大量文獻(xiàn)分析當(dāng)前三邊測量算法和室內(nèi)路徑損耗模型,分別給出三邊測量求解方法和室內(nèi)路徑損耗模型方程。另外,針對室內(nèi)路徑損耗模型,本文提出了兩種校準(zhǔn)技術(shù)來提高藍(lán)牙定位精度。(2)慣性傳感器定位算法容易造成累積誤差,而藍(lán)牙定位算法由于噪聲干擾容易產(chǎn)生波動。本文結(jié)合兩種算法的特點(diǎn),提出了基于卡爾曼濾波的慣性傳感器定位算法和藍(lán)牙定位算法融合算法。首先建立融合算法的框架,然后選擇合適的擴(kuò)展卡爾曼濾波算法,最后經(jīng)過理論驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明了融合算法的有效性。(3)為了驗(yàn)證本文算法的實(shí)用性,本文開發(fā)了室內(nèi)定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括移動端和服務(wù)端,移動端在基于Android系統(tǒng)的智能手機(jī)上進(jìn)行開發(fā)的,包括慣性傳感器定位、藍(lán)牙定位、通信模塊以及用戶交互模塊;服務(wù)端在基于Python的Flask平臺上進(jìn)行開發(fā)的,包括用戶認(rèn)證交互模塊、數(shù)據(jù)管理模塊等。
【圖文】：

圖 1.2 四種三角測量方法Fig1.2 Four measuring methods for triangulation.TOA 是利用時間進(jìn)行定位，，如圖 1.2a 所示。(如文獻(xiàn)[9][10]使用直接序列SSS)測量，文獻(xiàn)[11]使用超帶寬測量)，將信號從基站傳輸?shù)揭苿咏K端(光速)

上實(shí)現(xiàn)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā)只需要對這幾個傳感器進(jìn)行算法的開發(fā)，硬件支撐，一個智能手機(jī)就能完成。系統(tǒng)包括兩種類型，一種是穩(wěn)定平臺系統(tǒng)；另一種是捷聯(lián)式系統(tǒng)。二是加速度傳感器和速率陀螺儀的工作框架。在本文中，我們將參考框架，如圖 2.1 所示。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP212.9;TN925

【參考文獻(xiàn)】

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2 張言哲;WiFi輔助智能手機(jī)的室內(nèi)定位技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

本文編號：2608657