基于Wi-Fi信道状态信息的室内定位方法的设计与实现

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:phoebus
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
室内定位技术在室内导航、行为监控、安全救援等方面有着广泛的应用,随着科技的发展与进步,智能终端设备越来越普及,室内定位技术也有了长足的发展。与其它定位技术相比,基于Wi-Fi的室内定位技术有着设备部署成本低和定位精度较好的优点。目前,在基于Wi-Fi的室内定位系统中,指纹法是使用较多的一种方法,由于信道状态信息(Channel State Information,CSI)相比于接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)具有更细粒度的特征且更加稳定,因此基于CSI信号特征指纹的高精度定位成为了该领域研究的热点。本文针对神经网络等学习方法需要大规模的训练样本、需要较长的训练时间以及非参考点测试数据定位精度差等问题,提出了基于随机森林(Random Forest,RF)的CSI指纹定位方法,在离线阶段使用CSI指纹特征训练随机森林分类模型,在在线阶段使用训练好的模型实现粗定位,再利用WKNN算法完成精确定位。本文分析了CSI的空间特征及其用于室内定位系统的可行性,提出了增加RSS指纹特征组成混合指纹的方法,改善了CSI特征空间相似性不强的问题,提高了系统的定位性能;分析了非参考点测试数据对现有定位系统性能的影响,根据室内定位系统的现实要求提出了改进的相对多数投票结合策略——实时投票延时选择,再利用WKNN算法从最终投票结果中选出得票最多的K个,完成最终的位置估计,从而提高定位精度。实验结果显示在不同的环境中基于随机森林算法的定位系统离线训练时间和在线测试时间都比ConFi定位系统节省了70%以上。在参考点间隔1m的情况下基于RF的定位方法比基于CNN和KL的方法的平均定位误差下降了近1.2m,定位精度提升了27.3%。在参考点距离2m的情况下,本系统的定位精度依然有优势,定位误差比基于CNN和KL的方法分别下降了0.55m和0.71m,定位精度分别提高了13.1%和16.3%。通过实验的验证,本文提出的基于随机森林算法的CSI指纹定位系统在多种环境中都有着较好的定位精度和实时性。
其他文献
现代战争中海面低空目标突防的危险巨大,需加紧加大对海面低空目标跟踪策略的完善深入研究。由于海面镜面反射和漫反射引起的多路径传播效应对雷达跟踪低空目标的性能影响尤
二维过渡金属硫化物材料有很多独一无二的优点,比如带隙可调、量子产率高、强激子-光子和激子-声子作用。这些性质将使二维过渡金属硫化物成为未来光电元件潜在应用的首选二
无线通信技术近年来快速发展,各种新型网络形态逐步出现并趋向成熟。其中,无线自组织网络以无中心、自组织、无需基础通信设施等主要特点被广泛应用于医疗、交通、军事等多个
在正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)技术中,循环前缀(Cyclic Prefix,CP)以牺牲频谱效率为代价来抑制多径信道带来的影响。但是在第五代移动通
在信息和数据收集不足的情况下,贝叶斯推理有助于人们合理运用习得的先验知识做出分析和判断。然而,以往研究表明,人们贝叶斯推理表现不佳。为此,Krynski(2007)提出因果贝叶
复杂零件三维形貌自动测量要求测量系统拥有较高的测量效率、自动化以及能够完成不同特征复杂零件的三维形貌测量。目前,结合工业机器人和光学扫描仪的测量系统可实现复杂零
随着计算机图形学,计算机视觉等前沿技术的高速发展,三维重建技术被广泛应用于虚拟现实、游戏建模、影视制作、三维打印等领域,对三维重建进行研究具有非常重要的现实意义。
地图是对客观世界的一种抽象表示形式,是空间信息存储、传递的最主要媒介,在人类的生产生活中扮演着重要作用。特别是地理信息技术愈发成熟的今天,无论是日常出行、农业生产
密集采样的光场在深度估计、重聚焦和三维展示等应用中表现出得天独厚的优势,但是获取困难且昂贵。消费级便携光场相机如Lytro、Raytrix等携带方便、操作简单,但是受主镜头分
伴随着移动通信的飞速发展,频谱资源逐渐稀缺。如何在有限频带资源条件下进一步提升通信的传输效率以及扩大数据的传输范围已成为研究热点。目前针对上述问题所采用的技术主