【摘 要】
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信息化时代的不断发展促使获取位置信息的服务在休闲娱乐、救助治疗、生活服务等方面逐渐成为必不可少的角色。全球定位系统(Global Positioning Systems,GPS)在室外定位中有着良好的表现,但由于室内环境复杂,卫星信号受到严重的衰减,导致室内定位无法使用GPS,因此室内定位成为了新的研究热点。伴随带有惯性器件的智能终端逐渐被普遍使用,基于惯性导航的行人航迹推算(Pedestrian
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信息化时代的不断发展促使获取位置信息的服务在休闲娱乐、救助治疗、生活服务等方面逐渐成为必不可少的角色。全球定位系统(Global Positioning Systems,GPS)在室外定位中有着良好的表现,但由于室内环境复杂,卫星信号受到严重的衰减,导致室内定位无法使用GPS,因此室内定位成为了新的研究热点。伴随带有惯性器件的智能终端逐渐被普遍使用,基于惯性导航的行人航迹推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)方法在室内定位的应用受到了广泛关注。但是PDR的位置计算基于上一时刻的定位信息,使得计算过程中引入的误差不断累积,从而导致轨迹偏移,所以,引入其他方法与PDR算法进行融合对于提升定位精度来说十分必要。本文的相关研究工作主要围绕智能终端方向传感器采集的方向数据偏差及PDR定位误差累计等问题开展。根据室内定位技术的研究发展情况,明确了PDR定位的相关理论和优缺点,提出融合模糊逻辑以提升方向角计算准确度,并将WiFi地标、地图信息与粒子滤波融合以对PDR定位进行改进,主要工作内容如下:(1)针对行人航迹推算中的方向角计算做出了改进,提出使用基于模糊逻辑的方向角自适应融合算法:方向角的偏差程度是一个模糊命题,可将其作为决策准则,设定相关论域、确定模糊逻辑推理规则以及输出区域,计算输出区域上的隶属度以获取合适的算法计算行走方向。实验结果表明,该算法可增加算法适应性以提升方向角计算准确度,进而提升定位精度。(2)针对PDR误差累计问题,本文提出一种融合地图信息与WiFi地标的粒子滤波算法:在使用已有的地图信息将粒子的位置限制在有效位置的同时,根据行走过程中所接收到的WiFi信号变化趋势得到信号峰值以获取有限地标点,之后将地标用以校准作为滤波观测信息的PDR轨迹并参与更新粒子权值与位置,最后获取定位结果。实验结果表明,该算法可有效缓解PDR累计误差,提升定位精度。
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