基于惯性测量/WiFi/建筑地图的室内行人定位技术研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cxzafasaasassadf
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
随着智能家居时代的到来,室内行人定位技术作为支撑技术之一,正成为热点研究方向。除了为家庭、高铁站、图书馆等不同区域提供定位导航外,室内定位技术也能在紧急情况下,如火灾、反恐等情况下为救援人员提供定位支持。目前,充分利用室内信息源进行组合定位正成为研究重点。全球定位系统是目前应用最为广泛的定位技术,随着中国的北斗导航、欧洲伽利略导航系统等的相继成熟,卫星定位的选择增多,精度也在提高。但此类定位系统在有遮蔽或密集建筑物内信号衰减十分严重,达不到定位终端灵敏度要求,其定位精度无法满足要求。惯性传感器作为全自主的定位系统,其集成度较高,体积较小,诸多优点使得基于惯性测量的室内定位技术在不断地发展,但基于惯性测量的定位系统,在没有外界信息源辅助校正的情况下,其定位误差会随着时间不断累积,导致其不能独立地长时间高精度定位,因此研究融合其他信息源的组合定位算法意义重大。WiFi作为一种基础设施,因其具有信号的传播等特点,使得WiFi作为一种定位信息源具有天然的优势。基于WiFi的定位方式在定位时,其精度主要受随机误差的影响,因此基于WiFi的室内定位技术能够较好地抑制基于惯性测量的定位的累积误差。随着智能路由的使用越来越广泛,而智能路由能够根据接入用户数动态调节发射功率降低功耗,同时,普通路由在不同时段内,其发射功率随时间上下浮动,因此传统的基于绝对强度WiFi指纹库在此类情况下,其定位精度波动较大。针对上述情况,本文提出了基于双层库的WiFi指纹定位算法,通过利用相邻区域的信号强度差值具有的稳定性,同时将相邻区域联系起来,获得高维度信息,在提高定位系统稳定性的同时,提高定位精度。为了实现多信息源的有效融合,针对不同模型的特点,我们分别选用不同滤波器。基于连续积分惯性定位算法,我们选用基于卡尔曼滤波(Kalman Filter,KF)的零速校正(Zero Velocity Update.ZUPT)来抑制累积惯性定位误差。由于WiFi、惯性测量和建筑地图信息的频率不同,在使用卡尔曼进行信息融合时,需要周期调整量测矩阵,这样不仅会影响信息融合的效率,同时也会降低定位系统的稳定性,为了有效地融合各信息源提供的位置信息,我们选用粒子滤波(Particle Filter,PF)作为三信息源融合主滤波器。在粒子迭代过程中,但当某一处粒子全部进入墙体时,其粒子权值均变被赋值为零,从而打断定位系统的正常工作,为此我们改进了回溯粒子滤波,最终设计完成了基于贝叶斯估计的二阶级联信息融合算法的设计。在一般的WiFi覆盖的室内环境中,使用MTi-G710惯性测量单元和具有无线信号采集功能的笔记本进行室内行人定位实测试验。试验结果和分析表明,本文所提算法能有效提高室内行人定位精度。
其他文献
复合镀在节能、节材、优质、高效、环保以及可持续发展中都发挥着重要的作用。本课题以镍为基质金属,Zr B2粒子和硼铁纳米粒子为第二相粒子,在45#钢表面制备了Ni-Zr B2粒子复
近年来,无线传感器网络在医疗监护、安全、军事、环境控制和工业等领域的应用更加广泛。因为传感器节点存储和处理能力弱、携带能量有限,所以其通信可靠性差,网络寿命短。无
数字通信已经广泛应用在日常生活的方方面面,包括手机、WIFI、有线电视等。在数字通信的相关技术之中,信道编码,也叫差错控制编码,是所有现代通信系统中不缺少的重要一环。其
伴随着数字经济的兴起和人工智能的发展,海量数据以及从数据中分析出来的信息正在成为一种重要的资源,可以带来新知识、推动价值创造,并培育新产品和新市场,这一趋势称为数据驱动。由此,依靠数据作为主要资源的数据驱动型商业模式逐渐产生并快速发展。为了加速数据资源整合,优化产品和服务,取得和巩固市场势力,数据驱动型企业趋于通过经营者集中的方式实现数据融合。数据驱动型经营者集中具有整合数据资源、扩大数据规模的作
晶体塑性变形是材料领域热心探索的研究课题,研究单晶体塑性变形机理是讨论材料塑性变形行为的基础和先导。目前,对单晶材料在准静态加载条件下的变形机制已有大量的研究,然
人脸识别,是一种基于人的脸部特征信息进行身份识别的生物识别技术。稀疏表示是人脸识别领域备受学者关注的一种重要的理论。在人脸识别领域里,数据集包含的样本是有限的,有
DSP是对数字信号进行高速实时处理的专用处理器,具有可编程性好、功耗低等特点,已经成为各类嵌入式应用领域的核心计算引擎。随着集成电路工艺的不断进步和应用需求的不断增
近几年来,盲源分离与提取算法在信号处理领域受到越来越多的研究学者的青睐,在生物医学、无线通信技术、图像处理和语音信号处理等诸多科研领域得到了广泛的应用。传统的基于
燃料电池被认为是目前内燃机最理想的替代动力单元,已经逐渐走进人们的生活。控制阴极进气压力和流量的空气压缩机是燃料电池空气供给系统的关键部件之一,增加进气压力一方面