本文關(guān)鍵詞：基于無(wú)線(xiàn)信號(hào)的室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的廣泛覆蓋使得基于無(wú)線(xiàn)信號(hào)的室內(nèi)定位系統(tǒng)成為研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)�？柭鼮V波(Kalman Filter)是一種常用的系統(tǒng)狀態(tài)最優(yōu)估計(jì)算法,被廣泛地運(yùn)用于室內(nèi)定位領(lǐng)域,但卡爾曼濾波要求系統(tǒng)狀態(tài)方程是線(xiàn)性的。然而,室內(nèi)定位的環(huán)境范圍小、非視線(xiàn)范圍(Nonline of Sight)多、信道狀態(tài)變化性大、移動(dòng)單元的移動(dòng)方向和速度隨機(jī),這些特征導(dǎo)致了室內(nèi)環(huán)境中的信道模型,以及描述信號(hào)測(cè)量值和移動(dòng)單元位置關(guān)系的觀察模型(Observation Model)是非線(xiàn)性的。此外,由于社會(huì)對(duì)室內(nèi)定位服務(wù)需求的激增,要求服務(wù)提供商可以高效地研發(fā)和部署室內(nèi)定位系統(tǒng),并根據(jù)市場(chǎng)需求和技術(shù)發(fā)展對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行快速地更新和升級(jí)。這些都要求研發(fā)的室內(nèi)定位系統(tǒng)具備良好的擴(kuò)展機(jī)制。然而,至今沒(méi)有公開(kāi)發(fā)表的適用于室內(nèi)定位系統(tǒng)的軟件擴(kuò)展機(jī)制。因此,本文將研究?jī)蓚�(gè)方面的內(nèi)容:1.擴(kuò)展卡爾曼濾波算法在基于無(wú)線(xiàn)信號(hào)的室內(nèi)定位系統(tǒng)中的運(yùn)用。擴(kuò)展卡爾曼濾波(Extended Kalman Filter)是卡爾曼濾波在非線(xiàn)性條件下的擴(kuò)展。本文實(shí)現(xiàn)了一個(gè)支持基于信號(hào)到達(dá)時(shí)間的(Time of Arrival)和基于接收信號(hào)強(qiáng)度的(Received Signal Strength)定位技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)。系統(tǒng)使用C++編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn),核心算法為擴(kuò)展卡爾曼濾波算法。接收到的測(cè)量值在傳遞給擴(kuò)展卡爾曼濾波算法進(jìn)行定位估計(jì)前,將進(jìn)行兩步預(yù)處理:非視線(xiàn)范圍(Non-line of Sight)信號(hào)源的判別和噪音抑制(Noise Mitigation)。本文測(cè)試了基于接收信號(hào)強(qiáng)度的定位方法,定位結(jié)果的均方誤差(Mean Deviation Error)為5.99米。2.適用于室內(nèi)定位系統(tǒng)的軟件擴(kuò)展機(jī)制的研究。在該方面的研究中,本文首先總結(jié)了缺乏軟件擴(kuò)展機(jī)制的室內(nèi)定位系統(tǒng)的不足,然后歸納抽象了室內(nèi)定位系統(tǒng)的通用定位過(guò)程。接著,參考網(wǎng)絡(luò)路由器的包過(guò)濾機(jī)制、開(kāi)放服務(wù)通道(Open Service Gateway Initiative)、組件對(duì)象模型(Component Object Model)和基于可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言(Extensive Markup Language)的過(guò)程定義語(yǔ)言技術(shù),本文提出了適用于室內(nèi)定位系統(tǒng)的“配置過(guò)濾與處理”(Configurable Filter and Process)軟件擴(kuò)展機(jī)制。本文使用設(shè)計(jì)的配置過(guò)濾與處理軟件擴(kuò)展機(jī)制,對(duì)室內(nèi)定位系統(tǒng)進(jìn)行了代碼和結(jié)構(gòu)的重構(gòu)。對(duì)重構(gòu)后的系統(tǒng)的分析表明,配置過(guò)濾與處理軟件擴(kuò)展機(jī)制使得室內(nèi)定位系統(tǒng)可以:動(dòng)態(tài)創(chuàng)建、移除、變更測(cè)量值與定位方法的關(guān)聯(lián)關(guān)系;動(dòng)態(tài)添加和刪除定位過(guò)程的步驟;動(dòng)態(tài)改變定位過(guò)程步驟的順序。這些動(dòng)態(tài)操作都無(wú)需重新編碼、編譯和部署整個(gè)室內(nèi)定位系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】：室內(nèi)定位 定位技術(shù) 軟件擴(kuò)展機(jī)制 擴(kuò)展性 動(dòng)態(tài)擴(kuò)展
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN925.93
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 緒論13-16
• 1.1. 引言13-14
• 1.2. 選題14
• 1.3. 總體目標(biāo)14-15
• 1.4. 研究范圍15
• 1.5. 本文結(jié)構(gòu)15
• 1.6. 本研究的貢獻(xiàn)15-16
• 第二章 相關(guān)工作16-33
• 2.1. 室內(nèi)定位技術(shù)16-22
• 2.1.1. 基于時(shí)間的技術(shù)16-18
• 2.1.2. 信號(hào)強(qiáng)度法（RSS）18-19
• 2.1.3. 角度到達(dá)法（AOA）19-20
• 2.1.4. 指紋匹配（Fingerprinting）20
• 2.1.5. 臨近識(shí)別系統(tǒng)（Proximity Aware Systems）20-21
• 2.1.6. 混合技術(shù)（Hybrid Technologies）21-22
• 2.2. 軟件擴(kuò)展機(jī)制22-32
• 2.2.1. 軟件擴(kuò)展性的定義22
• 2.2.2. 成熟的軟件擴(kuò)展機(jī)制的特性22-23
• 2.2.3. 軟件開(kāi)發(fā)模式23-25
• 2.2.4. 開(kāi)放服務(wù)通道(OSGi)25-27
• 2.2.5. 公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu)（CORBA）27-28
• 2.2.6. JavaBeans28
• 2.2.7. 組件對(duì)象模型（COM）28-29
• 2.2.8. 自定義編程語(yǔ)言29
• 2.2.9. 自定義軟件架構(gòu)（Novel Software Architecture）29-30
• 2.2.10. 腳本技術(shù)（Scripting Technology）30
• 2.2.11. C++編碼的擴(kuò)展機(jī)制30-31
• 2.2.12. 組件和模塊的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則31-32
• 2.3. 本章小結(jié)32-33
• 第三章 室內(nèi)定位系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與測(cè)試33-46
• 3.1. 卡爾曼濾波(KF)與擴(kuò)展卡爾曼濾波（EKF）33
• 3.2. 系統(tǒng)要求33-34
• 3.3. 開(kāi)發(fā)工具34-35
• 3.4. 系統(tǒng)軟件架構(gòu)35-36
• 3.5. 部分核心類(lèi)說(shuō)明36-42
• 3.5.1. 移動(dòng)單元定義（Mobile Unit Definition）36
• 3.5.2. 參考單元定義（Reference Unit Definition）36
• 3.5.3. 環(huán)境定義（Environment Definition）36-37
• 3.5.4. 測(cè)量值的預(yù)處理（Measurement Preprocessing）37-39
• 3.5.5. 擴(kuò)展卡爾曼濾波（Extended Kalman Fitler）39-40
• 3.5.6. 可行路徑約束（Path Constrain）40-42
• 3.6. 系統(tǒng)測(cè)試42-45
• 3.6.1. 建模數(shù)據(jù)的采集42-43
• 3.6.2. 路徑損失參數(shù)43-44
• 3.6.3. 可行路徑約束44
• 3.6.4. 測(cè)試結(jié)果44-45
• 3.7. 本章小結(jié)45-46
• 第四章 軟件擴(kuò)展機(jī)制的設(shè)計(jì)46-55
• 4.1. 軟件擴(kuò)展性的不足46-47
• 4.1.1. 非組件形式的模塊46
• 4.1.2. 定位算法流程的固定46
• 4.1.3. 無(wú)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展性46-47
• 4.2. 通用室內(nèi)定位過(guò)程47
• 4.3. 擴(kuò)展機(jī)制的特性要求47-48
• 4.4. 配置過(guò)濾與處理（CFP）48-54
• 4.4.1. 過(guò)濾配置（Filtering Configuration）50-51
• 4.4.2. 過(guò)程定義（Process Definition）51-52
• 4.4.3. 過(guò)濾器（Filter）52-53
• 4.4.4. 定位器（Localizator）53
• 4.4.5. 過(guò)程定義示例53-54
• 4.5. 本章小結(jié)54-55
• 第五章 室內(nèi)定位系統(tǒng)的重構(gòu)55-58
• 5.1. 過(guò)程動(dòng)態(tài)配置55
• 5.2. 定位算法動(dòng)態(tài)選擇55-56
• 5.3. 重構(gòu)后的優(yōu)勢(shì)56-57
• 5.4. 本章小結(jié)57-58
• 第六章 結(jié)論與展望58-60
• 6.1. 結(jié)論58
• 6.2. 展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 縮略詞64-65
• 附錄65-68
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果目錄68-69
• 后記69

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1 本報(bào)記者 馬靜t

本文編號(hào)：354211