基于wifi的室内定位技术研究与实现

《基于wifi的室内定位技术研究与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TP319密级：UDC：004学校代码：11065硕士学位论文基于WiFi的室内定位技术研究与实现王文杰指导教师李军研究员学科专业名称计算机科学与技术论文答辩日期2016年6月2日摘要随着位置服务的迅速发展，室内定位在许多领域应用广阔，比如商场购物导航推荐、停车场停车寻车、老人健康防护、展厅自助导航、企业智能制造和矿井救援等。由于室内环境复杂多变，传统的GPS信号在室内传播过程中由于建筑物的屏蔽阻挡等因素，极易发生反射、折射和散射，产生多径效应，这就导致GPS定位系统在室内环境中无法正常使用。相

2、比于室外环境，室内定位对于位置信息的可靠性和稳定性要求更高，技术实现更困难。WiFi技术近年来发展迅速，WiFi接入点广泛部署于各种公共场所，通过WiFi网络进行室内定位，可以有效弥补GPS在室内定位应用中存在的不足。本文对室内定位技术进行了深入研究，分析总结了现有的定位技术的优缺点，并在此基础上提出了一种基于WiFi位置指纹的室内定位系统设计方案。本文的研究工作主要分为以下五个方面：第一，在被动式定位的离线采样阶段，针对现有的单点采样方式存在的工作量巨大、指纹数据库更新困难以及操作维护复杂等缺点，改进

3、设计了一种多点采样的采样方案，在室内被定位区域的每个栅格处都部署一张定位卡，同时进行采样，并且采样卡可以按照需要固定在采样处，每隔一段时间采样一次，更新数据库样本数据，从而降低了人力物力成本，提高了定位的精度；第二，在在线定位阶段，为了减少计算量，通常需要在定位计算之前对指纹数据库进行聚类分析，筛选出与被定位用户所在位置相似度最大的若干个栅格点，作为位置指纹进行匹配计算，本文根据实际场景的需要设计了一种根据各参考点上WiFi接入点扫描实时数据覆盖情况的在线分类算法，有效减小了定位算法的计算量，提高了计算

4、的效率；第三，在定位匹配计算过程中，传统使用较多定位匹配算法主要有KNN、基于高斯模型的概率方法、基于核的方法以及基于神经网络的方法等，但是从数据量和定位的实时性角度，上述算法并不是都符合要求，本文优化设计了一种基于信号强度差值的加权KNN算法，显著提高了定位的精度；第四，为了解决定位坐标连续性不强的问题，选择使用卡尔曼滤波器对定位结果进行优化处理，使得定位结果的连续性得到有效提高；第五，本文对该系统进行了软件设计与实现，详细介绍了该系统的软件架构和各子系统的实现方式。通过实地大量的测试实验，验证了该系

5、统在保证室内定位的稳定性和可靠性方面的有效性，在静态情况下基本可以达到3m-5m的定位精度，延迟基本保持在3s左右，充分证实了本文提出的算法的有效性。关键词：室内定位；位置指纹；多点采样；定位算法AbstractWiththerapiddevelopmentofthelocationbasedservice,indoorpositioningiswidelyusedamongtheconsumersandenterprises,whichincludenavigationandrecommendatio

6、ninthemall,carparkingandfinding,thehealth-careoftheelderly,self-helpnavigationintheexhibitionhall,intelligentmanufacturing,andminerescueandsoon.Becauseofthecomplexandvariableindoorenvironment,traditionalGPSsignalsareeasytoproducemultipleeffectssuchasrefl

7、ection,refractionandscatteringduetotheshieldingofthebuilding.AndthiscausesthattheGPSpositioningsystemcannotbenormallyusedindoors.Comparedwiththeoutdoorpositioning,indoorpositioninghashigherrequestforthereliabilityandstabilityofthelocationinformation.Mean

8、while,itismoredifficulttobedonethanoutdoorpositioning.WiFitechnologyhasdevelopedrapidlyinrecentyearsandithasbeenwidelydeployedinvariouspublicplaces.WiFicanhelpovercomethedifficultieswhichGPSpositioningcan’tcompleteinindoor