基于MIMU/WIFI/地磁的人员室内定位方法研究

来源 :桂林电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aegon2010
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着智能移动终端和通信技术的发展,定位与导航事业受到人们越来越多的关注。全球卫星导航系统(GNSS)作为室外定位的主要选择,为人们日常生活提供了巨大的便利,但是在卫星信号被遮挡的室内环境下,卫星导航系统则失去了作用。近年来,人们的生活方式越来越丰富,生活空间越来越大,针对室内环境的室内定位需求也越来越大,室内定位技术现已成为导航定位领域的研究热点。
  针对目前室内定位精度和定位成本不能兼顾的问题,本文研究了一种基于MIMU/WIFI/地磁的人员室内定位方法。该方法依托智能安卓手机平台,通过手机内置加速度计、陀螺仪和磁力计传感器实现改进的行人航迹推算(PDR)算法,通过手机接收WIFI信号强度实现改进的WIFI定位算法。PDR短期定位精度高,但存在累积误差问题,WIFI 定位精度相对较低,但是不存在累积误差问题,通过优势互补,利用WIFI绝对定位结果修正PDR定位的累积误差,得到了长期稳定的组合定位效果。本文的主要研究内容如下:
  1、分析行人步态特征,通过加速度特性判断人员状态,并利用加速度特性求解行人步频和步长。首先对加速度数据做平滑滤波预处理,然后采用阈值交叉和峰值检测相结合的方法检测行人步频,采用非线性步长模型检测行人步长。
  2、针对陀螺仪存在累计误差和磁力计易受外界干扰的问题,研究了融合加速度计、陀螺仪和磁力计的航向检测算法。利用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法融合三者数据,相比于单纯使用磁力计解算航向角的方法,该算法提高了航向解算精度。
  3、在 WIFI 指纹地图建立阶段,研究了 WIFI 系统特性,首先利用统计特性对WIFI信号强度做正态分布拟合,舍弃存在概率较低的WIFI信号强度值,然后取剩余数据的平均值作为该指纹点的信号强度值,最后,根据指纹点的最大WIFI信号强度进行分类,使用分类的方法可以节省定位时间,提高定位效率。
  4、在 WIFI 指纹匹配阶段,先使用分类方法确定人员位置区域,然后使用改进后的加权K近邻算法确定人员具体位置。
  5、利用WIFI系统特性,提出了一种WIFI/PDR融合定位方法。通过接收到的最大WIFI信号强度计算WIFI定位在组合定位中的权重,然后根据权重融合WIFI定位结果和PDR定位结果。该方法简单有效,组合定位方法提高了系统的定位精度和稳定性。
其他文献
说话人识别又称为声纹识别,其主要任务有两种:说话人确认和说话人辨认。经过几十年的发展,说话人识别技术已经广泛应用于安防、金融和司法等领域。随着深度学习技术的迅速发展,端到端神经网络在说话人识别中有良好的识别效果。但基于端到端神经网络的方法仍然存在一些问题,如由帧级别特征转换为句子级别特征的过程中难以提取到更多有用的帧信息、现有的损失函数因为正负样本数量不均衡导致的识别性能不理想及训练收敛速度过慢的
BOC 体制信号的频谱分裂特性与窄相关峰特性使其相较于 BPSK 体制信号能够为GNSS提供更高的频谱资源利用率以及更优的定位性能,因此BOC体制信号成为了现代GNSS的重要组成体制,并成为GNSS发展的主要候选体制。然而, BOC体制信号的相关函数多峰性导致接收设备对其的捕获和跟踪都具有会引起严重测距误差的模糊度,因此掌握BOC的无模糊度捕获与跟踪技术是现代GNSS接收机同步技术的关键。本课题正
学位
近年来,无人机的泛滥使用对空中安全管理造成了巨大的威胁,然其作为一种“低、慢、小”目标,探测难度较高,利用传统方法很难将其从复杂杂波背景中检测与识别出来。而无人机的微动特征是其特有的运动信息,利用微动特征对无人机进行识别具有重要应用价值。时频分析方法作为提取目标微动特征的主要手段仍然存在许多不足,其中线性时频分析方法的时间分辨率和频率分辨率相互制约易导致分析结果不准确,而二次型时频分析方法具有良好
工业过程能向智能化方向发展得益于故障检测技术的出现,作为保障工业系统稳定运行的关键技术,故障检测技术的重要性日益突出。以往传统的故障检测技术分析的是工业过程的运行机理,且要求工业过程模型十分的精确。但是,现在的工业过程系统非常复杂,这无疑使得构建精确的过程模型变得十分的困难。鉴于此,学术界的学者把目光转向了工业系统产生的数据,这些数据中包含了工业过程中的所有信息,如何从这些数据中挖掘出有用信息成为
学位
伴随着深度学习技术的快速发展,限制场景下的高分辨率人脸识别准确率已经超过了人类水平,在门禁、安检等领域均得到了广泛应用。但是在非限制场景下,当距离摄像机过远,识别准确率明显降低。低分辨率人脸由于尺寸较小,如何提取鉴别性特征是目前需要解决的难点,且其缺少的高频信息对于识别十分重要。本文针对低分辨率人脸识别率较低的问题,基于深度卷积神经网络,提出了结合人脸重建的识别方法和一种新的图像重建算法,主要研究
在许多对称密码算法中,密码S盒通常作为唯一的非线性部件,实现字节代换功能,以完成算法所需的数据混淆性。注意到,这些对称密码算法的安全强度与S盒的代数性质紧密相关。S盒的主要安全性指标有:非线性度、差分均匀性、双射性及代数次数等。然而伴随着各种新攻击方法的不断涌现,S盒是否存在未知的安全缺陷?如何更全面的评价S盒的安全强度?都是亟待讨论的问题。  本文以现有的密码S盒的安全性指标为基础,结合非线性不
学位
随着计算机应用技术和图像识别技术的发展,人们可以通过计算机实现仅存在于生物体中的视觉效果。如今,计算机视觉研究已成为一个跨学科的研究热点。主要目的是使计算机能够根据图像采集器捕获的图像对物体和场景做出正确的判断,包括对物体进行自动检测和识别。目前,目标检测与识别的研究成果被广泛应用于智能交通系统的车辆检测与识别中。智能交通系统(ITS)将人、车有机地连接在一个系统。这样车辆就可以在道路上实现安全自
学位
近年来,随着科学技术的发展,战争形式变得复杂多样,传统雷达已无法应对现代战争复杂的战场环境和电磁环境。认知雷达技术由于能够动态地感知环境变化、及时调整雷达参数,已经成为雷达领域未来研究的一个重点方向。但是,现有认知雷达成像技术对目标和环境的自适应能力仍然不强,缺乏有效的评价体系来为认知成像任务提供参考。另一方面,在对认知雷达图像的识别中,现有方法往往需要人工提取图像的特征进行识别,具有片面性和不确
学位
本论文拟对联合功率控制和信道分配的VANETs动态频谱接入算法展开研究。车载自组织网络(Vehicular Ad hoc Networks, VANETs)作为移动自组织网络(Mobile Ad hoc Network,MANETs)的一种特殊实现方式,节点具有随机移动性,信道传输具有多普勒频移,广播信息技术是节点传输数据的主要方式之一。为了满足车载用户的信号与干扰噪声比(Signal Inter
水下激光通信是以海水作为介质进行信息传输的一种无线通信技术,具有通信容量大、频带宽和方向性强等优点。相对于有线通信,无线通信更依赖于信道特性。海水的湍流运动、海浪的波动及海水中的各种介质对激光的上行/下行通信系统的研究、设计和实现有着重要的意义。  本文主要基于无线激光通信的具体应用和需求,采用理论分析和建模仿真相结合的手段对海水湍流、海浪运动和海水的垂直衰减特性进行研究,主要工作包括:  (1)