【摘要】：近年來,隨著移動終端技術的不斷發(fā)展,人們對位置服務的需求不斷增加,傳統(tǒng)的GPS衛(wèi)星定位在室外環(huán)境中已經(jīng)可以精確定位到米級,但由于GPS信號的局限性在室內(nèi)環(huán)境中信號無法獲取,定位精度大幅度衰減,無法滿足用戶需求。故室內(nèi)定位技術仍是現(xiàn)階段研究的熱點,目前涌現(xiàn)出多種定位技術,在眾多領域得到了應用,例如倉庫物品管理、醫(yī)療救助、室內(nèi)機器人移動定位等。隨著室內(nèi)定位技術需求的持續(xù)增長,使得多種室內(nèi)定位技術如WiFi定位技術、Zigbee定位技術、超聲波定位技術、紅外定位技術和超寬帶定位技術如雨后春筍般的涌現(xiàn)而出。其中WiFi基礎設施的覆蓋范圍越來越廣,使得WiFi室內(nèi)定位技術具有其獨特的優(yōu)勢。移動智能設備的占有率逐年擴大,多數(shù)移動智能設備中均配備了微型傳感器,通過傳感器定位導航更加方便。通過閱讀大量的參考文獻,分析國內(nèi)外室內(nèi)定位技術發(fā)展狀況,鑒于定位精度和硬件成本是限制室內(nèi)定位發(fā)展的主要因素,本文著重研究WiFi室內(nèi)定位技術和慣性傳感器導航定位技術。傳統(tǒng)的基于WiFi的室內(nèi)定位方法由于受到多徑效應的干擾以及移動設備的不同誤差等因素,定位效果時常受到影響。而傳感器中的慣性導航存在累計誤差,無法長時間精確工作。針對以上問題,為了提高基于移動終端的室內(nèi)定位精度,結合WiFi指紋定位和傳感器慣性導航技術的優(yōu)點,提出聯(lián)合定位方法。本文主要針對WiFi定位和慣性傳感器定位精度的干擾因素,分析當下室內(nèi)定位技術常用的技術與定位方法,并探討當前室內(nèi)定位中存在的問題與發(fā)展方向,并提出融合慣性和WiFi的改進方案。利用移動終端自帶的陀螺儀、加速度傳感器和磁力計,通過動態(tài)閾值調(diào)整算法判斷行人行走狀態(tài),在方向檢測算法的支持下計算行人運動方向,然后通過地圖匹配粒子濾波算法進行位置分析,結合WiFi指紋定位信息和慣性傳感器導航信息提出聯(lián)合定位算法周期地校正行人位置。通過對WiFi定位和慣性傳感器室內(nèi)定位相結合的系統(tǒng)進行需求分析,設計融合的系統(tǒng)設計方案。利用Android系統(tǒng)的軟件平臺,通過Android Studio軟件開發(fā)平臺,在智能手機硬件平臺的支持,對定位系統(tǒng)進行整體框架設計,對整個系統(tǒng)的業(yè)務流程以及定位系統(tǒng)中各個模塊間的通信協(xié)議進行分析。再分別對系統(tǒng)的服務器模塊和客戶端模塊進行功能的分析并實現(xiàn)每個模塊的功能。通過在真實的環(huán)境中進行實驗測試,分別把單獨用WiFi進行室內(nèi)定位和慣性傳感器進行室內(nèi)定位與本文中的相互結合進行定位得出的結果進行比較,分析得出用本文提出定位方式可以有效的使定位精度控制在2米以內(nèi)。
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN92;TP212
【圖文】：

圖 2-1 WiFi 網(wǎng)絡結構點（Access Point）,使用設備創(chuàng)建環(huán)境供其它具有無絡的中心節(jié)點。一般情況下用無線路由器就可以輕松點向四周輻射 WiFi 信號，作為媒介使區(qū)域內(nèi)的終端可以承擔連接無線工作站和有線主干的功能，使兩者之的資源。（Wireless Medium ,WM），空氣作為良好的傳播介到的，電磁波在空氣中傳播速度為光速，完全可以能統(tǒng)（Distribution System DS），建立在網(wǎng)絡上的軟件個 WiFi 基本服務區(qū)，使它們相互橋接 DS 可以讓無接（中繼）使幾個基本服務區(qū)互聯(lián)成一個整體如圖

圖 2-1 WiFi 網(wǎng)絡結構無線接入點（Access Point）,使用設備創(chuàng)建環(huán)境供其它具有無線網(wǎng)卡的設備連接，也是網(wǎng)絡的中心節(jié)點。一般情況下用無線路由器就可以輕松創(chuàng)建一個 AP節(jié)點。AP 節(jié)點向四周輻射 WiFi 信號，作為媒介使區(qū)域內(nèi)的終端可以相互通信。無線 AP 也可以承擔連接無線工作站和有線主干的功能，使兩者之間相互訪問，增加有線網(wǎng)絡的資源。無線介質(zhì)（Wireless Medium ,WM），空氣作為良好的傳播介質(zhì)是我們?nèi)粘Ｊ褂弥凶畛Ｒ姷降模姶挪ㄔ诳諝庵袀鞑ニ俣葹楣馑�，完全可以能夠滿足傳輸需求。分布式系統(tǒng)（Distribution System DS），建立在網(wǎng)絡上的軟件。無線分布系統(tǒng)主要連接多個 WiFi 基本服務區(qū)，使它們相互橋接 DS 可以讓無線 AP 之間通過無線進行橋接（中繼）使幾個基本服務區(qū)互聯(lián)成一個整體如圖 2-2 所示。

圖 2-3 TDOA 原理圖角度法 AOAAngle of Arrival）利用信號到達的角度不同進行測距，到達角度測動終端設備感知 AP 節(jié)點發(fā)射的信號所到達的方向，計算出 AP 之間的相對角度或者方向，再通過三角測量的方法計算出未知 A信號到達角度(AOA)的定位算法不需要移動終端與 AP 節(jié)點時間了時間測量設備，但是需要添加測量信號波入射角度的設備。這境變化比較敏感，且 AOA 需要增加額外硬件支持，在室內(nèi) WiFi 受到多徑效應的影響，且信號是在非視距的情況下傳播，精度變且需要額外添加角度測量設備，額外的增加了成本負擔，使得 W低廉的優(yōu)勢不復存在。故該定位方法不適合在 WiFi 室內(nèi)定位中如 2-4 所示。

【參考文獻】

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本文編號：2751926