基于移动设备多传感器融合的室内定位系统.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn基于移动设备多传感器融合的室内定位系#统**张金，徐浩聪，高岩，宫晓利5（南开大学计算机与控制工程学院，天津300350）摘要：室内定位问题目前没有通用的解决方案，各种定位技术的适用场景和实施方式有着很大的差别，其中基于指纹匹配的室内定位方案以定位精度高，易于部署等特点成为近几年新兴的研究热点。由于移动设备自身的局限性，基于指纹匹配方案的实时性得不到很好的满足。本文通过提取室内环境的物理空间特征10和无线信号特征，并综合利用智能手机上的多种传

2、感器设计了一种室内定位方案。在指纹训练阶段，本文提出了一种视距平均采样方法，通过将复杂环境抽象建模为直线连接，有效的降低了系统的复杂度。为了提高定位精度和稳定性，系统将Wi-Fi信号与FM信号进行融合作为指纹信息。为了简化指纹匹配过程，本文利用计步器采集的步长信息进行指纹标定和位置检索，在指纹中加入了计步信息，并在匹配时通过计步信息限定搜索范围以缩小匹配范围。最后本文在Android平台完成了系统的原型开发，实验表明融合指纹15方案的定位误差在0-5m之间，所需匹配指纹点数量相较于全局匹配平均减少了82

3、%。关键词：室内定位；指纹匹配；移动设备；实时性中图分类号：TP391Multisensor-basedMobileIndoorLocalizationSystem20ZHANGJin,XUHaocong,GAOYan,GONGXiaoli(CollegeofComputerandControlEngineering,NankaiUniversity,Tianjin300350)Abstract:Extensiveresearchhasbeenperformedinindoorlocalization.

4、Duetobetteraccuracyandeasierdeployment,fingerprintbasedsolutionsbecomeprevalent.WhilemostRSSfingerprintsolutionsbarelymeetthedemandofreal-timeduetothelimitationsofmobilephones.Toovercomethese25limitations,afterstudyingthefeaturesofindoorenvironmentandwir

5、elesssignals,wepresentamobilephonebasedsystemthatexploresindoorlocalizationviamultiplebuilt-insensors.Inthetrainingphase,thispaperproposeanewsamplingmethodnamedLengthofSight(LOS)sampling.Bysimplifyingsystemmodeltostraightlinesegments,thecomplexityisdecre

6、ased.Forbetteraccuracyandstability,thissystemusesmultiplewirelesssignalsincludingWi-FiandFM.Tosimplifythematchingprocess,30systemutilizesstepinformationprovidedbypedometertomarkfingerprints,addingcountingstepstofingerprint.AccordingtopedometerinformatioM

7、ultisensor-basedMobileIndoorLocalizationSystemn,systemcannarrowdownfingerprintsamplestobematched.Intheend,thesystemisdeployedonanandroidsmartphone.Experimentshowsthatsystemcanachieveanaveragematchpointsreductionof82%.35Keywords:IndoorLocalization;Fingerp

8、rint;MobileDevices;Real-time0引言移动互联网的出现从方方面面改变着人们的生活，随着基于用户位置信息的相关技术的40应用和发展，位置服务已经成为人们日常工作、生活所必需的一项基本服务需求。在这个需求的推动下，定位技术特别是室内定位技术成为了研究的热点。研究者们提出了许多种技术[1][2]方案，这些方案根据具体的实现技术大致可以划分为基于信号测距、基于指纹匹配、基基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（201300