【摘 要】
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近年来,人们的各种日常活动均离不开基于位置的服务（LBS）,室内定位成为其中的研究热点之一,高精度的室内定位同样可以间接提升某些产业的经济效益,推动社会经济发展。其中,蓝牙技术、WIFI技术作为主要的室内定位手段,均具有良好的应用前景:蓝牙室内定位技术精度可观,且设备功耗很低,可实现持续性定位;WIFI室内定位技术的场景应用范围更广,且实现定位成本较为低廉。同时在完善上述单一室内定位技术的基础上可
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近年来,人们的各种日常活动均离不开基于位置的服务（LBS）,室内定位成为其中的研究热点之一,高精度的室内定位同样可以间接提升某些产业的经济效益,推动社会经济发展。其中,蓝牙技术、WIFI技术作为主要的室内定位手段,均具有良好的应用前景:蓝牙室内定位技术精度可观,且设备功耗很低,可实现持续性定位;WIFI室内定位技术的场景应用范围更广,且实现定位成本较为低廉。同时在完善上述单一室内定位技术的基础上可进行融合定位,弥补各自的短处同时发挥优势,实现兼具稳定性与精度的蓝牙/WIFI融合室内定位。本文的主要研究内容如下:首先,针对传统测距方法误差较大造成定位不稳定的问题,采用一种改进的四点质心定位算法。对蓝牙信号路径测距模型及蓝牙信号路径损耗模型进行分析,将传统三点的质心定位改进为四点质心定位,且针对实际应用对常见情况进行了分类推导;并将基于最小二乘的测距方案与定位方法作为对比。试验结果表明,本文提出的改进的质心定位算法使平均定位精度提升了18.1%,具有较好的定位性能。其次,针对WIFI信号在传播过程中易受室内环境干扰等问题,使用高斯滤波去除噪;针对WIFI信号覆盖面不全、易受干扰出现信号缺失的情况,构建指纹库时采用三次样条插值法处理,提高指纹库的分辨率。针对传统WKNN算法存在的固定K值导致误匹配概率过大,动态K值筛选不稳定问题,采用一种基于自适应动态K值改进的WKNN算法并验证该算法的定位精度。采用样本相对性更高的卡方距离作为贡献因子展开泰勒级数,并使用正定对角矩阵对泰勒级数加权处理,自适应调整动态K值。试验结果表明,相比传统KNN、WKNN算法,本文提出的改进WKNN算法将平均定位误差分别降低了42%、57%,可明显提升定位精度。最后,针对单一蓝牙定位技术、单一WIFI定位技术中存在的不足,采用基于决策层面K-means聚类算法的蓝牙/WIFI融合定位方案,利用K-means聚类确定蓝牙定位约束区域,在此基础上约束WIFI定位结果,进而修正WIFI预测坐标误差,实现蓝牙/WIFI融合定位,并基于单一蓝牙、WIFI定位技术特点设计动态轨迹定位实验。试验结果表明,相较于单一定位技术,本文提出的融合定位技术平均定位误差为1.43m,定位精度较之单一蓝牙定位、单一WIFI定位分别提升了35%、24.6%,可有效应用于室内定位。图 [37] 表 [7] 参 [75]
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