基于地磁场和RSSI的室内定位算法设计与实现

【摘要】随着移动网络与智能终端的发展，诸如商品信息传递与位置导航、精确广告投递、紧急救援等基于位置的服务(LBS)显示出了广阔的应用前景，定位技术是实现基于位置服务的必要前提和关键技术。由于无线信号在室内传播过程中容易受多径效应、人体吸收、非视距传播等影响，目前基于无线强度信号的定位方法无法满足室内LBS对定位精度需求，而精度较高的定位方法由于硬件实现成本高，无法大范围部署应用。随着微机电系统(MEMS)传感器发展以及智能终端的大众化，重力传感器、陀螺仪、地磁传感器已经十分普及，这些传感器能够检测携带者的运动状态或所处的室内环境特征，因而可以用来实现定位或辅助定位。本文在分析当前室内定位技术特点与发展趋势的基础上提出了一种基于室内地磁场和无线信号接收强度的组合定位方法，通过室内人员所处位置的地磁场与无线信号特征来计算其位置坐标。本文首先简单介绍了地磁匹配定位基本原理和无线定位技术的相关理论，在此基础上论述了基于室内地磁场强度特征与无线信号接收强度的组合定位方法。随后，本文以粒子滤波器为核心，设计了一种基于粒子滤波的地磁匹配定位算法，并通过Matlab仿真分析了各参数对算法性能的影响。针对单纯基于地磁滤波匹配定位方式的不足，本文采用无线接收信号强度定位结果对基本地磁粒子滤波匹配算法的采样过程进行改进，仿真结果表明改进后的算法具有更好的匹配速度与稳健性。最后，作者利用实验室现有的硬件设备，设计并实现了一个基于本文定位方法的定位实验平台，用于验证本文定位算法的实际性能。论文对定位实验平台的各功能模块的设计与实现进行了介绍，并在实验室环境下部署测试，实测结果表明本文算法有较好的定位精度，证明了本文定位方法具有一定的可行性。
【作者】王欣；
【导师】张亚君；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】室内定位；接收信号强度；地磁匹配；粒子滤波；

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