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《基于WiFi和地磁信號融合的室內(nèi)定位技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、工程碩士學位論文基于WiFi和地磁信號融合的室內(nèi)定位技術(shù)研究作者姓名卿婷婷工程領(lǐng)域控制工程校內(nèi)指導(dǎo)教師張梅副教授校外指導(dǎo)教師李勝高級工程師所在學院自動化科學與工程學院論文提交日期2018年3月ResearchonindoorpositioningtechnologyoffusionbasedonWiFisignalsandmagneticfieldADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：QingTingtingSupervisor：AssociateProf.Zhang
2、MeiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分類號：TP278學校代號：10561學號：201521013665華南理工大學碩士學位論文基于WiFi和地磁信號融合的室內(nèi)定位技術(shù)研究作者姓名：卿婷婷指導(dǎo)教師姓名、職稱：張梅、副教授申請學位級別：工程碩士工程領(lǐng)域名稱：控制工程論文形式：□產(chǎn)品研發(fā)□工程設(shè)計□√應(yīng)用研究□工程/項目管理□調(diào)研報告研究方向：室內(nèi)定位論文提交日期：2018年3月6日論文答辯日期：2018年3月22日學位授予單位：華南理工大學學位授予日期：年月日答辯委員會成
3、員：主席：胡戰(zhàn)虎委員：胥布工游林儒陳立定吳忻生摘要隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，高樓大廈拔地而起，室內(nèi)活動空間不斷擴大并且室內(nèi)地形也越來越復(fù)雜，人們對室內(nèi)定位的需求越來越強烈?，F(xiàn)有的單一定位技術(shù)在定位成本、定位精度和定位穩(wěn)定性等方面存在缺陷，因此將多種定位技術(shù)結(jié)合已經(jīng)成為室內(nèi)定位的主流方向。考慮到WiFi信號在全局區(qū)域內(nèi)分辨性較強，以及地磁信號在時間維度上具有穩(wěn)定性，本文針對WiFi和地磁信號融合的室內(nèi)定位技術(shù)進行研究，主要的研究內(nèi)容如下：第一，室內(nèi)WiFi和地磁信號分析。從時間維度上信號的穩(wěn)定性、空間維度的差異性、終端方向、終端類型和高度等
4、五個方面，分析室內(nèi)WiFi信號和地磁信號的特性。實驗結(jié)果表明，WiFi信號在空間維度上具有差異性，且位置分辨性較強，但在時間維度上具有波動性，并會受到終端方向、終端類型和高度的影響。相比而言，地磁信號在時間維度上相對穩(wěn)定，但在空間維度上位置分辨性較低，并且同樣受到終端類型的影響。第二，基于壓縮感知的重建WiFi指紋庫算法。利用壓縮感知方法在少量位置上重新收集的WiFi信號變化值作為觀測信號，通過采樣位置間的歐式距離和WiFi信號強度差值構(gòu)建了測量矩陣，提出了正交匹配跟蹤算法重新構(gòu)建指紋庫，通過對重新采樣的位置數(shù)量、位置間距和終端類型
5、三個方面進行了實驗分析，驗證了該重建算法的可行性。第三，基于隱馬爾可夫模型的融合室內(nèi)定位算法。在步伐檢測方面，通過對加速度信號進行動態(tài)閾值檢測的基礎(chǔ)上，結(jié)合地磁信號對超過加速度閾值的步伐進行二次檢測，減小了身體搖晃導(dǎo)致的計步錯誤，同時提高了在不同行走速度下計步的魯棒性。針對地磁信號較低的位置分辨性，提出了將地磁信號進行序列化使得地磁信息增加到多維，提高地磁信號的位置分辨性，同時利用余旋相似度對序列化的地磁信號進行匹配，克服不同終端的地磁信號差異性。最后，引入隱馬爾可夫模型，將強分辨性的WiFi信號和穩(wěn)定性的地磁信號進行融合定位，在初
6、始概率分布矩陣中引入WiFi信號進行粗定位，觀測概率矩陣加入基于步數(shù)序列化的地磁信號進行二次匹配，前向算法利用模型的三要素不斷進行迭代，從而獲得行人的位置。實驗結(jié)果表明，該算法提高了定位穩(wěn)定性和定位精度。關(guān)鍵字：室內(nèi)定位；壓縮感知；序列化地磁；隱馬爾可夫模型IAbstractWiththerapideconomicdevelopment,varioushigh-risebuildingshavebeenbuiltup.Inaddition,indoorspacehasbeenexpanding,andindoorterrainhas
7、becomemoreandmorecomplicated.Sothedemandofindoorpositioningalsobecomesmoreurgent.Astheexistingsinglepositioningtechnologyhasdisadvantagesinpositioningcost,positioningaccuracyandpositioningstability,thecombinationofmultiplepositioningtechnologyhasbecomethemaindirectiono
8、findoorpositioning.Consideringthestrong-discernibilityWiFisignalsintheglobalareaandthestablemagneticfield,thispaperst
