基于角度估計(jì)的WLAN室內(nèi)定位算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，特別是移動(dòng)通信、無線局域網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，基于位置的服務(wù)(Location Based Services，LBS)越來越受關(guān)注，人們對(duì)定位與導(dǎo)航的需求日益增大。尤其是在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中，如機(jī)場(chǎng)大廳、展廳、倉庫、超市、圖書館、地下停車場(chǎng)等，常常需要確定移動(dòng)終端或其持有者、設(shè)施與物品在室內(nèi)的位置。但與室外環(huán)境相比，室內(nèi)環(huán)境受定位時(shí)間、定位精度及室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境等條件限制，因此比較完善的定位技術(shù)目前還無法得到很好的利用。另外，由于

2、復(fù)雜環(huán)境下的室內(nèi)定位在地下救援、智能家居、大型展廳等具有重要的應(yīng)用背景，所以對(duì)室內(nèi)定位的研究可在一定程度上提高生活質(zhì)量，保護(hù)生命財(cái)產(chǎn)安全。
　　目前常用的室內(nèi)定位技術(shù)有射頻識(shí)別技術(shù)、藍(lán)牙定位技術(shù)、ZigBee定位技術(shù)、無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Networks，WLAN）定位技術(shù)等，WLAN定位技術(shù)由于其定位速度快、精度較高、成本低，成為目前室內(nèi)定位的最優(yōu)選擇。WLAN定位系統(tǒng)通常采用的是基于機(jī)器學(xué)習(xí)的定

3、位方案，這種方案分為兩個(gè)階段:離線階段，采集足夠的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，建立環(huán)境模型，得到WLAN信號(hào)的分布情況;在線階段，采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，導(dǎo)入已經(jīng)建立的模型，得到當(dāng)前的定位結(jié)果。
　　針對(duì)當(dāng)前室內(nèi)定位技術(shù)定位精度不高的問題，本文提出了一種改進(jìn)的位置指紋算法，用最小二乘支持向量機(jī)(Least Squares Supported Vector Machine，LSSVM)構(gòu)建出接收信號(hào)強(qiáng)度(Received Signal Strength Ind

4、icator,RSSI)與收發(fā)設(shè)備間角度的非線性映射關(guān)系，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的支持向量機(jī)訓(xùn)練接收信號(hào)強(qiáng)度與物理坐標(biāo)位置。首先根據(jù)室內(nèi)環(huán)境，將定位區(qū)域劃分成若干個(gè)矩形小區(qū)域，利用K最近鄰法（K Nearest Neighbors，KNN），將測(cè)試點(diǎn)歸類;然后在該矩形小區(qū)域內(nèi)，利用支持向量機(jī)訓(xùn)練接收信號(hào)強(qiáng)度與收發(fā)設(shè)備間角度，從而估算出測(cè)試點(diǎn)與該區(qū)域邊緣的接入點(diǎn)(Access Point，AP)夾角;最后利用幾何關(guān)系，確定測(cè)試點(diǎn)的坐標(biāo)位置。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表