發(fā)布時間：2017-04-20 20:30

  本文關(guān)鍵詞：基于慣性傳感器和地圖匹配的行人室內(nèi)定位算法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基于位置的服務(wù)已經(jīng)興起多年,隨著這種服務(wù)的不斷發(fā)展,針對如何確定位置的研究也逐漸深入。室外位置感知目前已經(jīng)有比較成熟的系統(tǒng),基于衛(wèi)星、基站定位系統(tǒng)已經(jīng)完全融于生活服務(wù),而室內(nèi)定位領(lǐng)域雖然存在眾多定位系統(tǒng),卻至今仍沒有統(tǒng)一的系統(tǒng)或標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)。本文在深入研究了基于慣性傳感器的定位系統(tǒng)和熟悉了Wi Fi室內(nèi)定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,提出了利用智能手機(jī)中的慣性傳感器和地圖匹配算法實現(xiàn)的室內(nèi)定位解決方案�；趹T性傳感器的定位部分的核心是行人航跡推算算法,該算法主要通過檢步、步長估計及航向估計三大步驟實現(xiàn),在初始化一個位置之后,根據(jù)每一步的步長和航向角求取每一個邁步之后到達(dá)的位置。針對不同的行走場景中對應(yīng)的不同手機(jī)姿態(tài),將手機(jī)姿態(tài)分為四大類,基本囊括了常見的場景,并在此基礎(chǔ)上提出一種具有普適性的檢步算法,該檢步算法解決了傳統(tǒng)峰值、谷值檢步中無法區(qū)分靜止動作的問題,從了提高了檢步的準(zhǔn)確率。根據(jù)檢步算法可以監(jiān)聽步態(tài)事件,根據(jù)陀螺儀測量的數(shù)據(jù)計算局部旋轉(zhuǎn)矩陣,結(jié)合電子羅盤解算出行走中的航向角,通過對數(shù)據(jù)庫中加速值進(jìn)行分析,得到一種較為合理的步長估計方法,從而可以隨著步態(tài)事件的改變不斷推算更新位置信息,即實現(xiàn)了位置跟蹤。然而,單純的使用行人航跡推算得到的位置信息可靠性并不高,所以本文引入了融合地圖信息的方法,主要體現(xiàn)在粒子濾波算法和地圖匹配算法中。粒子濾波算法利用地圖中不可穿越的分界線的位置來修正粒子群的權(quán)值,使得在所有粒子生成后,對粒子群的位置加權(quán)求和得到的位置最大程度的不出現(xiàn)穿越分界線的情況,為了保證粒子群不會退化引入了粒子重采樣方法。雖然粒子濾波能從一定程度上解決粒子越界問題,但當(dāng)所有粒子都出現(xiàn)越界行為時,會導(dǎo)致粒子濾波失去作用,因此引入地圖匹配算法,首先利用某些特殊地理位置對應(yīng)的行走特征和無線網(wǎng)絡(luò)特征,生成地圖路標(biāo),當(dāng)檢測到這種行走特征或無線網(wǎng)絡(luò)特征時則匹配到該路標(biāo)上,從而修正角度、步長等參數(shù),為了最大程度的保持行走的路徑特征,最后利用路徑匹配算法將歷史路徑匹配到最相似的預(yù)設(shè)路徑,從而根據(jù)這種路徑進(jìn)行后續(xù)路徑追蹤和篩選。在論文最后,設(shè)計并實現(xiàn)了基于Android手機(jī)終端的應(yīng)用軟件,進(jìn)行相應(yīng)的實際測試,進(jìn)一步體現(xiàn)了論文所提出的相關(guān)算法的優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：室內(nèi)定位 慣性傳感器 粒子濾波 地圖匹配
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212;TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 課題來源及研究的目的和意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析8-11
• 1.2.1 室內(nèi)定位技術(shù)8-9
• 1.2.2 基于慣性傳感器的室內(nèi)定位技術(shù)9-11
• 1.3 主要研究內(nèi)容11-15
• 1.3.1 PDR-SH算法12-13
• 1.3.2 融合地圖信息13-15
• 1.3.3 Android應(yīng)用開發(fā)15
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)15-17
• 第2章 基于慣性傳感器的定位算法17-37
• 2.1 檢步17-24
• 2.2 步長估計24-27
• 2.3 航向估計27-33
• 2.4 初始位置估計33-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第3章 融合地圖信息的改進(jìn)定位算法37-50
• 3.1 粒子濾波基本理論37-41
• 3.1.1 狀態(tài)空間模型37-38
• 3.1.2 最優(yōu)貝葉斯估計38-39
• 3.1.3 重要性抽樣39-40
• 3.1.4 重采樣40-41
• 3.2 PF融合地圖信息41-45
• 3.3 地圖匹配45-49
• 3.3.1 路標(biāo)識別45-46
• 3.3.2 路徑匹配46-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 移動端的軟件實現(xiàn)50-58
• 4.1 Android應(yīng)用開發(fā)50-52
• 4.1.1 Android簡介50
• 4.1.2 主要用到的類50-52
• 4.2 軟件設(shè)計及實現(xiàn)52-56
• 4.2.1 界面設(shè)計及實現(xiàn)52-53
• 4.2.2 功能設(shè)計及實現(xiàn)53-56
• 4.3 實景測試56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 碩士期間發(fā)表專利64-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄧中亮;余彥培;袁協(xié);萬能;楊磊;;室內(nèi)定位現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢研究(英文)[J];中國通信;2013年03期

  本文關(guān)鍵詞：基于慣性傳感器和地圖匹配的行人室內(nèi)定位算法，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：319482