基于指纹库改进的LANDMARC室内定位算法研究

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近年来,科技发展日新月异,城市化进程不断加快,人们对定位的需求也越来越大,尤其体现在商业推送,物流管理,搜索营救等方面。在室外可以通过全球导航定位系统(Global Navigation and Positioning System,GNSS)的定位技术来获得位置信息,但由于室外各种建筑物遮挡,导致卫星信号传播时产生多径传播效应,在室内定位应用效果较差,然而人们日常活动有80%以上的时间是在室内的,所以高精度,低成本,稳定可靠的室内定位技术急需大力发展。在主流的室内定位技术中,RFID技术具有低成本、高速响应、非接触式、非视距、定位精度相对较高等优点,在室内定位中被广泛应用,但其定位精度和系统设计还有待进一步提升和优化。本文首先对室内定位技术进行概述,然后对基于RFID技术主流定位算法进行了分析,从各方面对比了各种技术的优缺点。针对RFID室内定位代表算法LANDMARC进行了重点分析,通过仿真定量分析了影响其定位性能的各个因素,并根据分析结果对LANDMARC定位算法进行了以下改进:一是针对LANDMARC定位算法以实时非稳定的收信场强指示值(Received Signal Strength Indication,RSSI)作为测量值误差较大的问题,通过分析位置指纹算法的优缺点,将两种算法联合,引入指纹库对LANDMARC定位算法进行修正,带来更多的数据参考量。二是针对最近邻(KNN)算法选择最近邻参考标签会出现异常值标签的情况,改进了标签选择方法,提高了选择最近邻标签的正确率。三是通过临近参考标签的算法估值误差来修正未知点计算误差。四是对LANDMARC的改进算法VIRE也引入了指纹库进行改进,通过稳定的指纹库建立更精确的虚拟标签,并改进了指纹匹配的方法,减少了计算量。实验表明,基于指纹库改进的LANDMARC定位算法和VIRE系统与原定位算法相比在定位精度上有了明显提升,而且系统稳定度也大幅提高。
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