基于群智感知的室內(nèi)地圖構(gòu)建和定位算法研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著移動(dòng)智能設(shè)備和無(wú)線局域網(wǎng)的廣泛普及和高速發(fā)展，人們對(duì)于精準(zhǔn)位置服務(wù)的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。以GPS為代表的室外定位技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們對(duì)精準(zhǔn)便捷的室內(nèi)位置服務(wù)的需求。而已有的室內(nèi)定位技術(shù)大多依賴于特定的硬件條件且需提前部署，因此在實(shí)際應(yīng)用中難以推廣起來(lái)。基于無(wú)線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Netwo，WLAN）和接收信號(hào)強(qiáng)度（Received Signal Strength，RSS）的室內(nèi)定位技術(shù)，由于完全基于

2、現(xiàn)有的硬件設(shè)施和移動(dòng)設(shè)備，且能滿足大多數(shù)室內(nèi)定位服務(wù)的精度需求，成為室內(nèi)定位領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　基于WLAN的室內(nèi)定位技術(shù)需要室內(nèi)結(jié)構(gòu)地圖和信號(hào)地圖。而目前的室內(nèi)結(jié)構(gòu)地圖構(gòu)建方式大多都是通過(guò)傳統(tǒng)的“專家測(cè)量”方式，這無(wú)疑是耗費(fèi)人力的。另一方面，由于室內(nèi)信號(hào)傳輸環(huán)境的不穩(wěn)定性，信號(hào)地圖的構(gòu)建也十分復(fù)雜。傳統(tǒng)的基于信號(hào)傳輸模型的信號(hào)地圖難以滿足室內(nèi)定位的精度需求，而基于位置指紋的方法存在指紋庫(kù)構(gòu)建的高人力投入的問(wèn)題。
　　在上

3、述背景下，本文分析并研究了現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外研究工作的優(yōu)缺點(diǎn)，并針對(duì)室內(nèi)地圖構(gòu)建中的存在的高開(kāi)銷問(wèn)題，提出基于群智感知結(jié)合室內(nèi)巡航技術(shù)，在低人力成本下構(gòu)建室內(nèi)地圖的方法。在群智感知技術(shù)研究方面，指出了其面臨的挑戰(zhàn)以及現(xiàn)有的工作存在的問(wèn)題，提出了構(gòu)建室內(nèi)地圖的低人為交互群智感知技術(shù)。同時(shí)，針對(duì)群智感知數(shù)據(jù)在空間分布上的稀疏性，提出一種基于區(qū)域信號(hào)模型的室內(nèi)信號(hào)地圖構(gòu)建算法。在基于智能手機(jī)的室內(nèi)巡航技術(shù)方面，針對(duì)移動(dòng)設(shè)備內(nèi)置傳感器的低精度問(wèn)題，提

4、出一種基于傳感器融合估計(jì)行人步行方向的算法。另外，指出傳統(tǒng)的基于加速度幅度的計(jì)步算法的不足，并提出了一種基于頻率的低算法復(fù)雜度計(jì)步算法。最后，針對(duì)所提出的基于群智感知室內(nèi)地圖構(gòu)建和定位算法實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)原型并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)評(píng)估。
　　本文從室內(nèi)數(shù)字地圖構(gòu)建出發(fā)，結(jié)合群智感知和移動(dòng)計(jì)算技術(shù)，在構(gòu)建好室內(nèi)結(jié)構(gòu)地圖的同時(shí)完成室內(nèi)信號(hào)地圖的構(gòu)建，而得到的信號(hào)地圖又可以進(jìn)行室內(nèi)定位。通過(guò)本系統(tǒng)可以在低開(kāi)銷的情況下得到室內(nèi)地圖和室內(nèi)的位置指紋數(shù)