室内高精度定位技术总结与展望

高精度的室内定位技术对于国民经济发展具有非常重要的意义。近年来,随着位置服务需求逐渐增加,技术不断发生迭代,室内定位向着高精度和无缝持续发展。在卫星信号无法覆盖室内的情况下,高精度室内定位技术成为研究热点,发展出多种定位源和对应的定位原理。针对高精度室内定位技术的最新发展现状,依据不同定位原理分为基于几何关系、指纹匹配、增量估计和量子导航的高精度定位方法,并对各类方法的定位原理进行了介绍,对当前技术发展进行探讨和分析,总结出高精度室内定位技术的特点,探讨出多源化、智能化、大众化的未来发展趋势。     

基于感知概率的室内定位算法

基于WLAN的室内定位技术对高性能算法的需求与日俱增,K近邻算法和最大似然概率算法是基于Wi-Fi位置指纹室内定位技术的两种常用算法。给出感知概率的定义,在感知概率基础上定义了感知欧氏距离和感知似然概率,并提出基于感知欧氏距离的确定型修正算法和基于感知似然概率的概率型修正算法。实验结果表明：基于感知概率的修正算法较原算法在相对复杂的室内环境中有更高的定位精度。     

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LBS的商场定位APP设计实现

为了将室内外定位技术LBS(Location Based Service,基于位置服务)与手机应用程序完美结合,形成数字化商场,在谈论基于WLAN(Wireless Local Area Networks,无线局域网络)室内定位技术优越性的基础上,研究设计了基于Android(安卓)平台的APP(Application,应用程序),融入基于WLAN的室内定位技术与目的地搜寻服务,为手机客户端用户提供便利的商场实时位置信息。     

室内三维定位分类、方法、技术综述

室内三维技术是辅助室内人员快速定位导航、商业人员对室内业务统计分析决策、应急救援力量快速实施救援的重要手段.近年来,室外定位、导航、路径规划、可视化分析等技术已发展成熟,而室内位置服务需求(定位、导航、路径规划)正处于初始发展阶段.为快速推进室内三维技术发展,本文对目前市面上应用集中的几种室内三维定位技术方法进行了归纳和探讨,介绍了从不同角度对室内三维定位进行分类,各定位技术的原理和方法,以及基于室内三维原理与方法衍生出的主流室内定位技术,对比分析各定位技术的优缺点及在室内三维中的应用,总结了目前室内三维定位技术存在的问题与未来的研究方向.     

无线传感器网络室内定位系统的实现

结合嵌入式操作系统TinyOS的通信机制,从定位数据收集和控制命令分发两个方面出发,利用无线传感器网络技术实现了基于接收信号强度的集中式室内定位系统,并考虑了不同定位算法的数据建模问题.最后以三边测量法为例在实际环境中对该系统进行了测试.     

一种基于RSSI的三维加权质心定位算法

定位技术是无线传感器网络的重要支撑技术。基于RSSI的定位技术以其不需额外的硬件、成本低廉而成为无线传感器网络的首选之一。本文在分析一些常用的算法基础上,提出了一种适用于RSSI技术的三维加权质心定位算法,在室外用ZigBee硬件平台进行实验,结果表明定位误差在4m以内,相对定位误差在20%以内的概率到达70%。     

浅谈室内定位技术现状

GPS和蜂窝网络定位技术已经发展成熟,并广泛应用在生产和生活各方面中,为大众所熟知,而在GPS信号无法到达的室内,却没有一个适合大众推广应用的室内定位系统,来实现室内外定位技术的无缝衔接,因而很多人对室内定位技术比较陌生。本文主要对主流的室内定位技术的原理、优缺点做简要的介绍,并介绍各自的应用情况。     

基于RFID的室内定位技术的开发与研究

阐述了对基于射频识别(RFID)的室内定位技术的研究结果,基于该原理的研究成果,以无线局域网为媒介、以C#编程开发实现了基于信号能量指标(RSSI)测距的室内定位应用程序,并设计测试方案对其定位误差进行测试与分析。经测试,该程序定位误差在2.5m以内,长时间解算值方差在0.04以内,证明了该技术实现室内定位的可行性。     

融合三边测量和PDR的室内定位关键技术分析及应用

随着无线室内定位技术的发展，室内定位效果有了明显提升，但仅采用无线定位方法，定位点跳动频繁，定位效果较差，难以获取连续位置的准确定位。实际应用中不同的硬件平台也会影响具体定位方法的选择，通常需采用多种技术手段的组合以达到理想定位效果。本文基于微信公众平台的服务需要，提出了一种基于三边测量定位和步行者航位推算（PDR）融合的室内定位方法，通过地图信息匹配纠正定位结果，得到连续稳定的定位结果；并集成室内地图可视化技术，研发了一套基于微信平台的三维室内定位系统，在实际工程场景中进行应用，具有较好的定位效果。     

接收信号强度测距法无线室内定位解算方法研究

基于接收信号强度测距的无线室内定位精度受到测距精度和定位算法的影响。本文根据对数路径损耗模型得出距离值的无偏估计,对影响测距精度的因素进行了分析;对3种不同的基本定位解算方法展开了详细分析同时进行了精度评定,并通过仿真数据对不同定位解算方法的精度进行了比较。     

一种基于RSSI的三维加权质心定位算法

定位技术是无线传感器网络的重要支撑技术.基于RSSI的定位技术以其不需额外的硬件、成本低廉而成为无线传感器网络的首选之一.本文在分析一些常用的算法基础上,提出了一种适用于RSSI技术的三维加权质心定位算法,在室外用ZigBee硬件平台进行实验,结果表明定位误差在4m以内,相对定位误差在20％以内的概率到达70％.     

基于互补滤波融合WiFi和PDR的行人室内定位

提出了一种基于互补滤波融合WiFi和PDR的行人室内定位方法。首先改善WiFi位置指纹定位的KNN算法，通过阈值的设定，排除相似度高但实际上不可能的点，获取动态K值；然后通过行人航位推算（PDR）初始化算法，动态轨迹概率计算，确定PDR初始位置；最后在改进的WiFi和PDR的定位基础上，基于互补滤波原理，根据WiFi和PDR定位的不同特性，利用各自的定位优点，使用WiFi定位修正PDR的定位结果，通过相应权重参数的调整，输出最终融合定位结果。试验过程中，选取3种不同的室内环境区域，试验结果证明了该算法可大大提高室内定位的精度和稳定性。     

模拟退火算法在室内定位中的应用

随着室内定位技术的广泛应用,如何高效、精准、低成本地实现室内定位尤为重要。本文分析了现有室内定位算法的不足,结合室内定位问题与模拟退火算法的特点,通过室内定位问题的数学抽象与建模,提出一种基于模拟退火算法的室内定位方法,给出了可行解邻域的选取方式与二范数的目标函数。实验结果表明该算法可实现高效、精准、低成本的定位效果,并且具有较好的鲁棒性和平差效果。     

采用无线信号测距加权的室内协同定位

随着基于位置服务应用的普及,室内外无缝定位已成为下一代定位系统的核心,但是精确的室内定位至今仍是难点问题。众多学者提出过无线信号定位算法,然而无线信号具有不稳定性,且需要事先建立信号特征指纹数据库,这给定位带来了误差和繁琐性。通过对室内环境中超宽带信号测距结果分析以及对快速生成无线信号数据库方法的探讨,提出一种基于多用户测距约束的融合多传感器信息的协同室内定位算法。该算法利用粒子滤波集成了航向推算数据、WiFi数据、用户间测距以及室内地图等信息。测距约束能够剔除由于信号不稳定或数据库没有及时更新造成的误差。通过集成室内采集的数据,验证了该算法能够有效提高室内定位精度及稳定性。结果表明该算法比航向推算或WiFi定位结果提高了40%以上。     

基于手机内置传感器的无外源信号室内定位方案

为解决无信号源区域的室内定位问题,设计了一套基于惯导系统原理和智能手机内置低分辨率传感器（加速度和方向传感器等基本组件）的室内定位技术。使用卡尔曼滤波算法、后联平滑算法、停止甄别算法等对传感器数据进行误差修正,实现室内定位每10米1.8米误差的精度。最后,针对可用性等问题与传统有外源信号的室内定位方式进行了对比分析.     

卡尔曼滤波在无线信号定位中的应用

无线信号指纹定位技术已经广泛应用在室内定位中,针对无线信号不稳定造成信号指纹定位方法在连续单点定位时定位结果跳动的问题,提出利用卡尔曼滤波算法来估算用户的位置坐标。针对特定的室内环境,进行了滤波试验,试验结果表明,相比常用的均值滤波,卡尔曼滤波算法是鲁棒的,可有效改善无线信号指纹定位方法的精度,很好改善了无线信号指纹定位方法在连续单点定位时的跳动问题。     

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.     

ZigBee定位技术在珍贵物品监测中的应用

随着定位服务的兴起,越来越多的人和公司注重对其所拥有的珍贵物品的管理与保护,通过对其位置的确定达到管理的目的。目前主要的定位方式是利用全球卫星导航系统(GNSS)。但是许多所要定位的珍贵物品储存于室内,而室内很难接收到卫影信号,所以无法对其进行准确定位。ZigBee室内定位技术作为目前一种新兴的短距离无线数据网络通信技术,具有低功耗、低成本、低速、高容量、高安全性、高可靠性和短时延等特点非常适合对室内珍贵物品定位。在ZigBee室内定位技术的众多定位算法中RSSI测量技术现代化无线模块已经具有对RSSI的测量功能,不需要额外硬件支持,同时误码率可以被用来估计信号衰减。同时大多数珍贵物品的所存储房间大多室内结构简单,环境因素对其影响较大,信号干扰影响基本很小。所以利用ZigBee定位算法中RSSI测量技术对室内存放的珍贵物品进行定位是可行的。     

UWB室内距离交会定位算法的研究与性能分析

在众多室内定位技术中,超宽带(ultra-wideband,UWB)技术以其极大的带宽、高时间分辨率、高速数据传输等特点而备受关注,目前,UWB超宽带定位技术已广泛应用于展厅、仓库、超市、图书馆、矿井等环境中。针对基于超宽带室内距离交会定位原理的最小二乘算法及几何算法两种算法的性能进行了实验与评估,不仅比较了平面定位精度,而且对比了两种算法的执行时间。实验结果显示,在平面定位中,最小二乘算法具有更好的内、外符合精度,可以更为准确的估计移动目标的位置信息;但几何算法在执行时间和计算效率方面有着显著的优势。