基于事件驱动与数据融合的BLE室内定位系统之研究

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1、ＴＩＡＮＪＩＴＹＩＮＵＮＩＶＥＲＳ中国第—所现代大学ＦＯＵＮＤＥＤＩＮ１８９５？学科专业：软件工程作者姓名：指导教师：王征副教授天津大学研究生院２０１６年１１月基于事件驱动与数据融合的BLE室内定位系统之研究ResearchofBLEIndoorLocationSystemBasedonEventDrivenandDataFusion学科专业：软件工程作者姓名：李尚指导教师：王征副教授天津大学软件学院二零一六年十一月中文摘要当前常用的室内定位技术是基于无线接入点的技术，该技术还存在着一些问题：首先，由于室内环境较为复杂，信号容易受到遮蔽而衰

2、减，从而影响室内定位精度。其次辅助定位的设备不够轻量并且价格昂贵。在实际定位应用中，因受到遮蔽而产生非视距(None-Line-Of-Sight,NLOS)偏差的情况几乎无处不在，它的存在会严重影响定位估计精度的提高。无论室内定位系统是基于到达时间(TimeOfArrival,TOA)、到达角度(AngleOfArrival,AOA)，接收信号强度(ReceivedSignalStrength,RSS)等测量方式，位置的估计都可能会受到NLOS偏差的影响。因此，如何提高复NLOS环境下的室内定位精度有重要意义。同时相比较WiFi等设备，新兴的低功耗蓝牙设备(BluetoothLowE

3、nergy，BLE)花费更低，更容易进行设置，信号也更加稳定，占用空间也更小，更容易同手机进行通信，因此更加满足当前的室内定位需求。本文工作针对目前的室内定位方法存在的问题展开，主要内容包括：一、回顾了已提出的基于无线接入点的室内定位方法。并总结了各类方法的优劣。较为正式地定义了非视距NLOS和可视距LOS概念。介绍了使用BLE设备的原因。二、提出一种提取RSS特征值用于室内定位的方法。该方法从一组RSS值中提取多种特征值，以解决基于接收信号强度方法中RSS特征偏少的问题。并通过使用两种不同的滤波器对NLOS和LOS两种情况下的特征值分别进行过滤，加大对两种情况的区分度。三、提出一种

4、使用D-S证据理论对NLOS和LOS情况进行区分的方法。使用D-S证据理论可以合理的将多个RSS特征值进行数据融合，融合后的数据不仅简化计算还有更高的可信度。并结合指纹定位方法进行定位。四、为了验证本文提出的室内定位方法的效率，在实验部分做了大量的对比实验。并本文提出的室内定位方法同三种已提出的NLOS识别方法和定位方法进行实验对比，通过定位误差来描述方法优劣。结果证明，本文提出的方法相对于其他方法具有优势。关键词：室内定位，RSS特征，NLOS识别，D-S证据理论IABSTRACTAtpresent,therearesomeproblemsintheindoorpositionin

5、gtechnologybasedonwirelessaccesspoints:first,becausetheindoorenvironmentiscomplex,thesignaliseasytobeshieldedandattenuation,andthenaffecttheindoorpositioningaccuracy.Second,theauxiliarypositioningdeviceisnotlightenoughandthepriceisexpensive.None-line-of-sight(NLOS)biasesarecommoninlocalizationa

6、pplications,whichdegradesthelocationestimationaccuracyseriously.ThetroublesomeofNLOSbiasesexistsinanylocalizationsystembasedonmeasurementssuchasTOA(time-of-arrival),AOA(angle-of-arrival),orRSS(received-signal-strength)etc.Therefore,itisimportanttoresearchontheissueabouthowtoimprovethelocalizati

7、onaccuracyincomplexNLOSenvironmentsbasedonRSSmeasurements.AtthesametimecomparedwithWiFiandotherequipment,low-powerBluetoothdevices(BluetoothLowEnergy,BLE)withlowercostandeasiertosetup,somoretomeetthecurrentdemandforindoorpositioni