多模融合的高精度室内定位方法与系统研究

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1、学校代码10530学号201330111815分类号TP391密级公开硕士学位论文多模融合的高精度室内定位方法与系统研究学位申请人刘定俊指导教师陈益强研究员学院名称信息工程学院学科专业计算机技术研究方向普适计算二〇一六年五月三十Multi-modeDataFusionforHighAccurateIndoorPositioningMethodsandSystemCandidateLiuDingjunSupervisorProf.ChenYiqiangCollegeTheCollegeofInfo

2、rmationEngineeringProgramComputeTechnologySpecializationUbiquitousComputingDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay30,2016湘澤大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取。得的研究成果除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的

3、研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中ｙＡ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。、Ｉ占Ａ作者签名：由吏後日期：卢年月５日学位论文版枚使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留，同意学、使用学位论文的规定校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关１、数据库进行检索，可１＾采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。

4、＾作者签名：方１唤日期；月＾日｜放＾；ｙ．导师签名：恃参巧日期年＾月日摘要近年来，随着移动互联网以及智能终端的迅速发展，基于位置的服务（LBS）在人们的生活中得到了广泛的应用。现在室外LBS定位技术已较为成熟，而室内定位技术也逐渐受到学术界以及工业界的广泛关注。目前室内定位技术众多，运动传感器、Wi-Fi、Bluetooth、地磁、LED等都被应用于不同场景的室内定位应用中，但是仍然没有一种单一的定位技术能够同时满足高精度和低成本的要求。基于Wi-Fi指纹的室内定位由于可以利用

5、现有环境中的AP设备，成本很低而应用相对广泛，但是由于采集阶段和定位阶段所使用的终端不同，使得在不同终端上的定位效果差异较大，同时指纹定位周期较长，生成的轨迹缺乏相应的平滑度；另一方面，基于运动传感器的定位也应用较广，但存在误差累积等问题，无法进行长时间定位。因此，本文针对以上问题，首先通过指纹特征融合来解决设备之间的Wi-Fi指纹差异性问题，然后结合Wi-Fi指纹定位和运动传感器定位，在提高单点定位精确度的同时，还使生成的路径更加符合用户的真实行走轨迹。本文的主要工作可以分为如下三部分：1）提

6、出了一种基于Wi-Fi指纹特征融合的室内定位方法。针对不同设备的差异性导致指纹单点定位模型区分能力下降的问题，通过去线性处理提取指纹特征，结合利用AP影响因子计算指纹距离，实现消除设备差异性对指纹定位精度的影响。实验结果表明，该方法能够自适应地满足不同设备的差异化特性，获得鲁棒的高精度单点定位效果。2）提出了一种融合多模传感器与Wi-Fi指纹的定位方法。针对指纹单点定位波动和运动传感器误差累积导致室内位置及移动轨迹漂移的问题，利用Wi-Fi指纹定位获取的起始位置及对用户移动时的位置进行纠错，融合

7、多模运动传感器获取相邻位置间的移动速率及方向，实现用户在连续移动时的位置及轨迹预测。实验结果表明，该方法能够及时纠正位置轨迹的漂移现象，实时获取用户准确的当前位置以及移动路径。3）根据提出的融合定位方法，设计并实现了一个融合Wi-Fi指纹与运动传感器的室内定位系统，包括指纹采集客户端、Wi-Fi定位服务器和融合定位客户端等。同时，将定位功能封装为标准定位服务接口SDK，以提供给第三方公司快速开发室内LBS应用，并在大量商场中验证了该定位SDK的实用性和可用性。关键词：室内定位；特征融合；Wi-F

8、i定位；传感器定位；卡尔曼滤波；IAbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentofmobileInternetandintelligentterminals,locationbasedservice(LBS)arewidelyusedinpeople’sdailylife.Nowadays,outdoorGPSbasedlocationisverymature,andindoorlocationtechnologiesgetlotsofattenti