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，隨著移動智能設(shè)備和無線局域網(wǎng)的廣泛普及和高速發(fā)展，人們對于精準(zhǔn)位置服務(wù)的需求越來越強烈。以GPS為代表的室外定位技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們對精準(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，因此在實際應(yīng)用中難以推廣起來?；跓o線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Netwo，WLAN）和接收信號強度（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。
　　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傳統(tǒng)的“專家測量”方式，這無疑是耗費人力的。另一方面，由于室內(nèi)信號傳輸環(huán)境的不穩(wěn)定性，信號地圖的構(gòu)建也十分復(fù)雜。傳統(tǒng)的基于信號傳輸模型的信號地圖難以滿足室內(nèi)定位的精度需求，而基于位置指紋的方法存在指紋庫構(gòu)建的高人力投入的問題。
　　在上

3、述背景下，本文分析并研究了現(xiàn)有的國內(nèi)外研究工作的優(yōu)缺點，并針對室內(nèi)地圖構(gòu)建中的存在的高開銷問題，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，針對群智感知數(shù)據(jù)在空間分布上的稀疏性，提出一種基于區(qū)域信號模型的室內(nèi)信號地圖構(gòu)建算法。在基于智能手機的室內(nèi)巡航技術(shù)方面，針對移動設(shè)備內(nèi)置傳感器的低精度問題，提

4、出一種基于傳感器融合估計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)雜度計步算法。最后，針對所提出的基于群智感知室內(nèi)地圖構(gòu)建和定位算法實現(xiàn)了系統(tǒng)原型并對系統(tǒng)進行了實驗評估。
　　本文從室內(nèi)數(shù)字地圖構(gòu)建出發(fā)，結(jié)合群智感知和移動計算技術(shù)，在構(gòu)建好室內(nèi)結(jié)構(gòu)地圖的同時完成室內(nèi)信號地圖的構(gòu)建，而得到的信號地圖又可以進行室內(nèi)定位。通過本系統(tǒng)可以在低開銷的情況下得到室內(nèi)地圖和室內(nèi)的位置指紋數(shù)