一种改进的组合定权的指纹定位算法

室内场景复杂、WiFi信号不稳定等因素,造成基于信号空间K最近邻法的WiFi指纹定位算法匹配的邻近点会出现偏差,使用偏差较大的点计算待定点位置会直接影响定位结果。本文提出了一种改进的组合定权的指纹定位算法,对K个邻近点的几何结构进行分析,剔除其中偏离邻近点几何中心较远的点后,同时分析匹配邻近点中心同待定点几何位置存在理论上的关联,利用选择后的邻近点与其中心点的几何距离、待定点与指纹点欧氏距离组合定权,加权求取坐标。与KNN、WKNN算法定位结果分别进行比较,表明该方法提高了定位准确性和精度。     

低功耗蓝牙手机终端室内定位方法

为满足高精度室内定位的需求,提出了基于地图匹配技术和指纹技术的高精度室内蓝牙定位方法。该方法以低功耗蓝牙手机终端为指纹采集和定位媒介,通过获取蓝牙信号强度参数,并与室内地图进行匹配处理,建立蓝牙信号指纹库。在定位阶段,通过手机终端获取附近蓝牙信号强度信息,与指纹进行对比。在位置计算过程中,采用地图匹配技术,通过空间叠加分析过滤后确定手机终端的空间位置。本文选取了一典型商业环境,通过测试,当蓝牙锚点部署密度间隔15 m时,平均定位精度在3 m以内。     

虚拟AP支持的室内非线性约束区域定位

在具有线性约束的室内区域,如走廊或狭窄通道,使用行为地标和室内地图辅助的方法,可以提供较为精确的位置信息.但在非线性约束的室内区域,如办公室、商铺和机场大厅等空间范围较大的室内空间,人为活动轨迹难以进行线性约束,很难使用行为地标和室内地图辅助的方法进行定位.虚拟无线信号接入点(access point,AP)是利用无线信号衰减的简化公式计算出的AP的"虚拟位置".基于此,本文提出一种基于虚拟AP坐标的指纹点聚类算法,完成离线阶段对指纹点的聚类分割;提出一种基于八阵图的AP选取算法,减少在线定位阶段使用的AP的数量,降低用户定位的计算量.最后,在典型的室内场景,对所提出算法进行试验验证,显著提高了室内非线性约束区域定位的精度.     

自适应K值及指纹库扩充的WLAN室内定位方法

针对细粒度指纹库构建耗时、邻近点误匹配等突出问题,为提升细粒度指纹库构建效率,该文提出了一种基于克里金插值算法的可靠接入点指纹点扩充方法。该方法在稀疏采样基础上完成细粒度指纹库自动扩充,获得丰富指纹样本。对于WKNN匹配算法中临近点误匹配和固定K值适应能力较弱等问题,提出一种改进的LWKNN算法,通过引入离群点探测剔除误匹配参考点,自适应获得动态K值,提高了参考点选取的准确性。经验证,提出的指纹库自动扩充方法及改进的LWKNN算法,在建库效率、定位稳定性和精度上均有显著提升。     

仿射传播聚类在室内定位指纹库中的应用研究

基于位置指纹的室内定位,由于指纹数据结构复杂,信号时变性强等原因验证影响了定位的时效性。K-means聚类算法虽可以有效地减少数据遍历的工作量,但该方法仅仅考虑采样点在信号域的相关性,使定位精度下降,同样难以满足室内定位的实时性要求。本文基于位置指纹方法,借鉴K-Means聚类算法的思路,研究了指纹的样本点位置域和信号域特征的融合方法,并将融合后的特征引入了仿射传播聚类算法。实验测试表明：本文使用的方法可在保证精度的前提下,时间消耗平均减少40%,有效地提高了系统的实时性,可以满足室内定位的基本要求。     

WiFi-PDR室内组合定位的无迹卡尔曼滤波算法

针对当前室内定位的应用需求和亟待解决的关键问题,结合城市室内环境下广泛存在的WiFi无线信号以及智能手机传感器信息,提出了一种WiFi无线信号联合行人航迹推算(PDR)的室内定位方法。该方法采用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法对WiFi和PDR定位信息进行融合处理,有效克服了WiFi单点定位精度低和PDR存在累计误差的问题。针对融合算法中WiFi指纹匹配计算量大的问题,用k-means聚类算法对WiFi指纹库进行聚类处理,降低了指纹匹配算法的计算量,提高了算法的实时性。通过在华为P6-U06智能手机平台上实际测试,在时间效率上经过聚类处理后系统定位耗时有很大程度的改善,平均降幅为51%,其中最大降幅达到64%,最小的也达到了36%;在定位精度上,当室内人员为行走状态时WiFi定位平均误差为7.76m,PDR定位平均误差为4.57m,UKF滤波融合后平均定位误差下降到1.24m。     

RSS室内定位信号经验模型重构研究

介绍低秩矩阵填充理论,结合RSS室内信号图的特点,借鉴地形图中的地物特征点概念,提出RSS欧氏空间信号特征点概念;提出RSS室内定位信号经验模型的具体重构算法和流程。最后,分析RSS几何空间特征点构建指纹库的精度分析和RSS欧氏空间信号特征点信号模型重构的精度分析,对不同类型的特征点赋予不同的权值,并将这些特征点用在RSS室内定位信号经验模型的重构中。实验结果表明,在数据采样量略高于位置指纹(约为1.37倍)的情况下,利用RSS室内定位信号经验模型的定位精度显著高于位置指纹的定位精度(约为2倍),特别是0.5m以内的定位精度。     

一种基于智能手机四向RSS指纹的室内定位方法

针对传统位置指纹匹配算法只能表征单一维度指纹点特征的问题,提出了一种基于智能手机四向接收信号强度(RSS)指纹的室内定位方法. 该方法通过离线阶段的数据采集、特征提取、接入点(AP)权重分配三个步骤提取了更丰富的指纹点信息,在线阶段使用改进的K最近邻(KNN)分类算法将测试点与指纹点匹配. 在操作系统版本为Android 10的智能手机上使用蓝牙传感器进行实验验证,随机选取30个测试点,得到的实验结果表明:1)四向RSS指纹优于传统的单向RSS指纹,在相同的实验条件下使用四向RSS指纹最高可降低13.4%的定位误差;2)使用四向RSS指纹结合提出的算法,平均定位误差在1.61 m,且响应时间在毫秒级.      

一种基于智能手机的室内融合定位方法

随着室内无线终端与智能手机的快速发展,室内定位技术成为近几年的研究热点之一。本文研究了基于低功耗蓝牙(BLE)和行人航位推算(PDR)技术,利用扩展卡尔曼滤波(EKF)进行融合处理的室内定位方法。该方法包含3部分:①离线阶段利用蓝牙指纹快速采集方法建立指纹库,在线阶段利用加权K邻近算法进行指纹定位;②利用手机内置传感器准确估计航向角,并结合步态识别算法和步长估计算法推算行人位置;③利用EKF对两种定位结果进行融合,获取最优位置估计。试验结果表明,融合定位方法的平均定位精度为1.17 m,90%的概率定位精度达到2 m。     

基于FDE-IRF的室内指纹定位方法

针对传统指纹库存在建立工作量大以及随机森林匹配误差大等问题,提出了一种基于指纹库自动扩充的改进随机森林指纹定位方法(FDE-IRF)以提升指纹库构建的效率和指纹匹配的精度. 该方法对传统全采样构建指纹库方法和随机森林回归定位方法进行改进,稀疏采样多时间段的指纹数据和Kriging插值方法组合补全未采样指纹点,提升建库效率,得到强代表性的指纹库. 同时,利用决策树加权策略改进传统随机森林平均投票的方式,根据袋外数据评估决策树的预测误差,分配相应的权重,提高该算法的回归准确率. 实验结果表明:该方法的平均定位误差为1.26 m,其误差值比同类方法至少降低14.3%,验证了算法的准确性和有效性.      

基于PCA-SMO的CSI指纹定位方法

Wi-Fi信道状态信息(CSI)中包含丰富的特征信息,使得基于CSI的指纹定位方法可以构建更高维度的特征以改善定位精度,但指纹特征中的冗余信息也导致构建的指纹库存储量大、建立定位模型的时间开销变大以及实时定位计算量大等问题.对此,提出使用主成分分析(PCA)的方法对原始指纹特征进行降维,而后利用序列最小最优化算法(SM...     

一种顾及用户朝向的加权贝叶斯指纹定位方法

为了减少用户遮挡对基于Wi-Fi指纹的室内定位的影响,该文提出了一种顾及用户朝向的加权贝叶斯指纹定位方法。离线阶段,利用4个方向的位置指纹及用户朝向构建Wi-Fi方向指纹库;在线阶段,测试点信号指纹在指纹筛选机制的辅助下从Wi-Fi方向指纹库中选取方向指纹,按照贝叶斯估计原理计算信号指纹位于参考点的概率,选出n个最大概率对应的参考点,以概率为权值计算坐标加权平均值,作为位置估计结果。实验结果表明,基于普通指纹库的贝叶斯指纹定位方法的平均定位精度为4.979m,而顾及用户朝向的加权贝叶斯指纹定位方法的平均定位精度为2.333m,定位精度提高了53.1%。顾及用户朝向的加权贝叶斯指纹定位方法减少了用户遮挡对Wi-Fi指纹室内定位的影响,可以提高Wi-Fi指纹室内定位的精度。     

基于机器人的室内指纹地图更新

为满足大室内空间高精度指纹定位的需求,需采集大量的室内指纹地图数据,但传统室内指纹采集方法人工作业反复,费时费力;同时指纹地图还需频繁更新以保证更好的现势性从而得到更高的定位精度,更增加了在大室内空间中实现高精度指纹定位的难度。针对室内定位中的指纹地图采集提出了一种基于机器人的扫描采集更新方法。该方法不仅能大量节省人力成本,而且能高效地得到更丰富、更准确的指纹点信息以组成高质量的指纹地图,从而提高室内指纹定位的精度。     

基于邻近图的点群层次聚类方法的研究

空间聚类是点状空间目标群在地图综合中必须解决的问题。分析点群的几种常用邻近图的特征及其层次关系,并基于原始的点集合生成的DT构建相应的GG,UG,MST和NNG,然后在所选择的密度适应性约束、距离适应性约束和偏差适应性约束这三种条件下,利用所生成的邻近图进行了点群的层次聚类。研究并改进现有的点状空间目标群的无监督层次聚类方法,并通过实例验证该算法的可行性。     

聚类阈值结合动态K值的蓝牙室内定位算法

针对固定阈值的动态K近邻算法定位时未能有效剔除距离较远参考点的问题,该文提出了基于聚类阈值结合动态K值的算法:①在离线阶段建立聚类指纹库,并在每个聚类子块中设定聚类阈值;②在线阶段根据待测点信号确定其所处的聚类子块和对应的阈值,由信号强度的欧氏距离和聚类阈值选取K个信号距离最小的参考点;③以信号距离倒数为权重计算坐标加权平均,作为定位结果。实验分析得出,与固定阈值的动态K值算法的平均定位误差为2.64m;聚类阈值结合动态K值算法的平均定位误差为1.12m,降低了57.6%,并且点位误差在1m和2m内的可信度分别为42.3%和77.8%。聚类阈值结合动态K值算法能够较好地剔除距离较远的参考点,可以有效提高蓝牙指纹定位的精度。     

融合图论与密度思想的混合空间聚类方法

提出了一种融合图论与密度思想的空间聚类方法——HGDSC。该方法首先借助附加约束的Delau-nay三角网来建立空间实体之间的邻接关系,然后对基于密度的聚类方法进行改进,顾及空间邻近与非空间属性相似性进行聚类。特别地,该方法只需要一个输入参数。模拟数据和实际数据验证表明,HGDSC方法能够发现任意形状和密度变化的空间簇,并且可以很好地识别噪声点。     

一种WiFi指纹定位改进算法

目前,基于RSSI(received signal strength indication)的指纹定位算法由于低成本、易实施的特性,逐渐成为室内定位技术的研究热点。然而,基于RSSI的WiFi指纹定位受到指纹点观测质量的影响,RSSI抖动较大时引起定位精度较低。考虑到GPR(Gaussian process regression)模型能够有效地平滑时间序列信号,提出了基于GPR模型的WiFi指纹定位改进算法。实验结果表明,该算法能够有效提高定位精度,定位精度可达到1m,点位误差在小于1.5m限差时,其可靠度可达到83.3%。     

基于卡尔曼滤波和改进DBSCAN聚类组合的GPS定位算法

实时获取智能移动终端的地理位置信息是增强现实(AR)实景智能导航系统实现的关键,为了提高智能终端GPS定位的精度,提出了一种基于卡尔曼滤波与改进的具有噪声的基于密度的聚类方法(DBSCAN)结合的GPS组合定位优化方法.通过对GPS系统采集到的位置坐标数据进行卡尔曼滤波,去除较大的数据波动,控制定位误差范围,采用DBS...     

基于图像匹配的高精度室内定位技术研究

本文提出了一种新的室内定位方法,上传由手机摄像头拍摄的照片,在定位图像库中进行场景选择、图像匹配,得到最佳匹配图像,根据该图像的预留信息实现准确的室内定位。首先,利用深度卷积神经网络特征和无监督学习方法进行场景选择,然后采用ASIFT(Affine Scale Invariant Feature Transform)算法对既定场景的图像逐一匹配,同时加入对极几何约束,进一步提高定位精度和速度。这种基于图像匹配的室内定位技术能够同时得到用户的位置信息和拍照时的方向信息。     

基于改进K-means算法的WiFi室内定位方法研究

针对传统K-means聚类算法存在初始聚类中心和聚类数目随机性问题,使得分类不准确,结果为局部最优解,本文提出通过利用数据特性构建参数筛选初始聚类中心,选择改进后的聚类评价函数,使得聚类结果全局最优。实验表明,改进后的K-means算法应用于WiFi指纹定位方法可以有效改善定位精度和定位效率。