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

1、近年來，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)實時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)會因信號受阻而不能很好地導(dǎo)航定位。因此，研究設(shè)計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。通過對現(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用性。本文從日常使用的智能手機作為切入點，提出了基于其內(nèi)置慣性測量單元(Inertial measurement unit，IMU)分析行人每一步步長和行走方向來計算其位置的航位推算和分場景的Wi-Fi定位組合的方式來實現(xiàn)室內(nèi)定位的方法，其中具體包括：
　　（1）介紹行人步態(tài)周期的檢測算法。首先分

3、析了行人的行走特征信息，再通過智能手機中內(nèi)嵌的三軸加速度傳感器測得的數(shù)據(jù)與行走特征進行對應(yīng)分析，闡述了基于局部方差分析的步態(tài)檢測算法。
　?。?）基于速度追蹤的步長計算方法研究。傳統(tǒng)的步長計算方法通過對步頻建立線性或非線性模型進行計算，這會導(dǎo)致誤差隨時間快速積累。本文針對這一問題，設(shè)計了基于速度追蹤的步長計算方法，該方法通過對行人行走過程中速度和位移的實時計算，有效的應(yīng)對了步長變化的隨機性，減少了累積誤差的產(chǎn)生。
　?。?）

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，方向傳感器會受到電磁干擾，陀螺儀會因為自身和溫度變化等原因產(chǎn)生漂移誤差，單獨使用會對定位精度造成影響，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。
　?。?）基于場景的Wi-Fi校正算法。本文針對室內(nèi)環(huán)境和定位方法的特點，在狹長的走廊上采用RSSI測距的算法進行定位校正，在空曠的房間采用位置指紋匹配算法和RSSI測距結(jié)合的方式進行定位校正，相對單一定位方式