基于智能手機(jī)的航位推算和Wi-Fi組合室內(nèi)定位方法研究與設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，在通信與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的大背景下，基于地理位置的信息服務(wù)(Location-based Services, LBS)已經(jīng)成為了很多領(lǐng)域不可或缺的應(yīng)用之一，而其中的核心技術(shù)就在于如何獲得位置信息。在室外環(huán)境中，全球定位技術(shù)(Global Positioning System，GPS)可以連續(xù)實(shí)時(shí)提供高精度位置信息，已成為室外定位的主要技術(shù)。在室內(nèi)環(huán)境中GPS技術(shù)會(huì)因信號(hào)受阻而不能很好地導(dǎo)航定位。因此，研究設(shè)計(jì)一種定位性能高效并

2、且成本低廉的室內(nèi)定位方法就成為此類研究中的重點(diǎn)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的一些室內(nèi)定位方法分析后發(fā)現(xiàn)基本都需要布置大量的外部設(shè)備，由于成本高而不具備實(shí)用性。本文從日常使用的智能手機(jī)作為切入點(diǎn)，提出了基于其內(nèi)置慣性測(cè)量單元(Inertial measurement unit，IMU)分析行人每一步步長(zhǎng)和行走方向來(lái)計(jì)算其位置的航位推算和分場(chǎng)景的Wi-Fi定位組合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位的方法，其中具體包括：
　?。?）介紹行人步態(tài)周期的檢測(cè)算法。首先分

3、析了行人的行走特征信息，再通過(guò)智能手機(jī)中內(nèi)嵌的三軸加速度傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)與行走特征進(jìn)行對(duì)應(yīng)分析，闡述了基于局部方差分析的步態(tài)檢測(cè)算法。
　?。?）基于速度追蹤的步長(zhǎng)計(jì)算方法研究。傳統(tǒng)的步長(zhǎng)計(jì)算方法通過(guò)對(duì)步頻建立線性或非線性模型進(jìn)行計(jì)算，這會(huì)導(dǎo)致誤差隨時(shí)間快速積累。本文針對(duì)這一問題，設(shè)計(jì)了基于速度追蹤的步長(zhǎng)計(jì)算方法，該方法通過(guò)對(duì)行人行走過(guò)程中速度和位移的實(shí)時(shí)計(jì)算，有效的應(yīng)對(duì)了步長(zhǎng)變化的隨機(jī)性，減少了累積誤差的產(chǎn)生。
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4、基于方向傳感器和陀螺儀的航向角判定。由于在室內(nèi)環(huán)境中，方向傳感器會(huì)受到電磁干擾，陀螺儀會(huì)因?yàn)樽陨砗蜏囟茸兓仍虍a(chǎn)生漂移誤差，單獨(dú)使用會(huì)對(duì)定位精度造成影響，所以本文提出一種基于方向傳感器和陀螺儀融合的方式判斷航向角的方法。
　?。?）基于場(chǎng)景的Wi-Fi校正算法。本文針對(duì)室內(nèi)環(huán)境和定位方法的特點(diǎn)，在狹長(zhǎng)的走廊上采用RSSI測(cè)距的算法進(jìn)行定位校正，在空曠的房間采用位置指紋匹配算法和RSSI測(cè)距結(jié)合的方式進(jìn)行定位校正，相對(duì)單一定位方式