基于惯导数据的室内用户运动轨迹匹配算法研究

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1、硕士学位论文基于惯导数据的室内用户运动轨迹匹配算法研究RESEARCHONINDOORUSERMOVINGTRAJECTORYMATCHINGALGORITHMBASEDONINTERTIALDATA范艳云哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TN929.5学校代码：10213国际图书分类号：621.396密级：公开工学硕士学位论文基于惯导数据的室内用户运动轨迹匹配算法研究硕士研究生：范艳云导师：徐玉滨教授申请学位：工学硕士学科：信息与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cl

2、assifiedIndex:TN929.5U.D.C:621.396DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONINDOORUSERMOVINGTRAJECTORYMATCHINGALGORITHMBASEDONINTERTIALDATACandidate：FanYanyunSupervisor：Prof.XuYubinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InformationandCommun

3、icationEngineeringAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationTechnologyDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要目前，基于位置指纹技术的WLAN定位已经成为全球室内定位服务的首选。然而，阻碍WLAN室内定位技术进一步扩展和提升的就是位置指纹数据库(RadioMap)建立的时间和人力成本问题。因此如何在保证一定

4、定位精度的前提下，提高建立RadioMap的速度，节省建立时的人力和时间成本，已经成为目前的研究重点。本文主要研究如何通过基于惯导数据的室内用户运动轨迹匹配算法自动建立RadioMap，旨在保证一定定位精度的同时，减少建立RadioMap的成本。研究的重点在于如何将利用行人航迹法(PedestrianDead-Reckoning,PDR)得到的用户相对运动轨迹转换为绝对运动轨迹，然后结合接收信号强度(ReceiveSignalStrength，RSS)完成RadioMap的建立，并完成在线定位。(1)针对现有轨迹匹配算法适用性差的问

5、题，本文提出一种转角矩阵自动生成方法，该方法主要利用了Hough变换、Harris角点检测、计算几何等技术，可以大大减少人工建立矩阵的工作量，并且用于轨迹匹配算法时可以简化匹配的流程和复杂度，可用于在室内环境中进行轨迹匹配。(2)针对PDR算法无法得到用户绝对运动轨迹以提供RadioMap位置空间的问题，提出了一种基于惯导数据的室内用户运动轨迹匹配算法，通过与室内地图上所有可能的运动轨迹进行匹配将基于PDR算法得到的用户相对运动轨迹转换为绝对运动轨迹，来获取参考点的物理位置，从而能够减少人为建立RadioMap位置空间的工作量。仿真

6、结果表明本文提出的算法可以将基于PDR算法得到的用户相对运动轨迹变成绝对运动轨迹，并且对PDR算法产生的误差具有较好的鲁棒性。为了验证本文建立的RadioMap定位性能，通过选用K近邻算法(KNearestNeighbors，KNN)做在线阶段的匹配定位。实验结果表明利用本文提出轨迹匹配算法得到的定位精度与其他基于惯导数据进行室内定位的方法相比具有一定的优势，能够在保证一定定位精度的同时，快速完成RadioMap的建立，节省了人力和时间成本。关键词：位置指纹数据库；惯导数据；行人航迹法；轨迹匹配-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文A

7、bstractCurrently,WLANpositioningbasedonfingerprinttechnologyisbecomingthefirstoptionforworld-wideindoorpositioningservice.However,thebiggestobstaclethathindersthepromotionofWLANindoorpositioningisthelaborandtimecostofbuildingRadioMap.Sohowtoguaranteetheexpectedposition

8、ingaccuracy,whenimprovingthespeedofbuildingRadioMaptosavethelaborandtimecost,hasbecomeafocusresearchatpresent.Thispap