一种基于智能手机的室内地磁定位系统

研究分析了手机传感器和室内地磁场的性质后,针对室内定位问题提出了一种基于客户端 服务器架构的定位系统.因智能手机大多搭载了能够收集地磁信号的三轴磁通门传感器,提出了两种构建位置指纹的方法:将地磁传感器的数据水平化,或是结合方向信息和地磁数据构建混合位置指纹,并通过将定位区域划分为网格的方式构建定位基准图.针对两种位置指纹设计了基于欧几里得距离的匹配算法.最后,在Android平台部署应用并进行实验,分别对比了两种位置指纹的定位准确度、地磁匹配速度,实验结果表明系统能够达到1 m的定位精度.      

PDR算法对地磁室内定位精度的提升研究

利用建筑物中金属结构引起的地磁场扰动可以对室内的行人目标进行定位,而且基于地磁场的定位无需布设任何额外设施,因此可以以低成本实现定位。但仅靠单一的地磁技术无法满足室内定位的精度要求。为了解决磁场数据中单点定位的模糊性问题,本文提出了一种利用粒子滤波算法将PDR与地磁相融合的室内定位方法,并开发了地磁室内导航系统,以智能手机为硬件平台构建磁力计传感器模型,建立匹配轨迹的均方误差准则并实现PDR累积误差实时校正的迭代计算。在68 m×1.8 m的试验区域内,产生的平均定位误差为1.13 m,最大定位误差为2.17 m。本文算法的定位精度比单独PDR算法提升了42%;与单一地磁指纹匹配算法相比,定位精度提高了57%。试验证明,本文提出的融合算法对提高室内定位精度具有显著的作用。     

地磁室内定位技术研究

基于指纹库进行室内定位,传统的数据采集方式为单点采集,这种采集方式既费时又费力,又不利于数据的更新。本文针对地磁数据的特征,提出一种指纹快速采集方法,借助克里金插值算法快速建立地磁数字基准图,并利用动态时间规整算法实现快速定位。通过试验测试和数据分析,快速采集方式的定位精度能够满足用户的位置服务需求,具有较高的实用价值。     

一种多源地磁数据融合处理方法

地磁辅助导航是一种重要的定位方法,其关键技术之一就是建立满足地磁导航所需要的地磁图。针对船测地磁数据覆盖面不足,且航测地磁数据延拓精度不高的问题,该文提出了一种以多面函数为基准对地磁测量系统误差进行建模的方法,以完成多源地磁数据的融合,并且通过仿真实验对算法进行了评价,验证了算法的有效性。     

地磁异常场的多重分形谱分析及构图法

为深入研究地磁异常场的分布特性,并将其应用于地磁基准图的构建当中,选取NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)发布的地磁异常场数据进行了多重分形谱分析,证明了地磁异常场具有明显的多重分形特征。并将多重分形理论与克里金插值方法相结合,提出逐步插值校正法(SSICM),该方法在用克里金法估计未知位置点属性值的同时,利用地磁异常场在小尺度范围内的标度不变性对其进行奇异性校正,在实测数据基础上以网格形式逐级加密,从而构建了基准图。试验结果证明与传统方法相比,该方法能够充分刻画地磁异常场的小尺度奇异特征,更加精确地重构真实地磁异常场。     

室内空间用户行为的智能手机识别

针对地磁匹配中经常会出现相似点,造成定位偏差较大的问题,该文提出利用智能手机识别用户室内行为方式的方法,为地磁匹配算法提供筛选条件。开发了智能手机传感器数据采集工具,获取用户在室内环境下的行为数据。原始数据首先利用一阶低通滤波和平滑滤波算法进行去噪处理,再经过数据分割和特征提取后,应用于行为识别过程。行为识别模型的建立主要使用两种方法,K最近邻算法和隐式马尔可夫模型,并研究了两种方法的不足以及改进途径。通过针对识别准确度的对比实验,在输入最合适的数据的条件下,隐式马尔可夫模型的准确度略优于K最近邻算法。两种方法的识别准确率均在95%以上,能够有效地提高地磁定位精度。利用室内用户行为数据辅助地磁室内定位,很好地改善了地磁数据单一、定位精度较低的问题。     

一种基于地磁异常场的多重分形谱分析及构图方法

为深入研究地磁异常场的分布特性,并将其应用于地磁基准图的构建当中,选取NOAA（National Geophysical Data Center）发布的地磁异常场数据进行了多重分形谱分析,证明了地磁异常场具有明显的多重分形特征。并将多重分形理论与克里金插值方法相结合,提出逐步插值校正法（SSICM）,该方法在用克里金法估计未知位置点属性值的同时,利用地磁异常场在小尺度范围内的标度不变性对其进行奇异性校正,在实测数据基础上以网格形式逐级加密,从而构建基准图。实验结果证明与传统方法相比,该方法能够充分刻画地磁异常场的小尺度奇异特征,更加精确地重构真实地磁异常场。     

一种融合WiFi/地磁/PDR的室内定位方法

提出了一种改进的粒子滤波方法,利用室内常见的WiFi信号、地磁源并结合智能手机廉价传感器进行室内定位。WiFi室内定位错误匹配情况较少,地磁指纹室内定位具有较强的抗干扰能力,本文利用两者的优点并结合PDR提供连续的位置信息。与传统的粒子滤波相比,采用MD-DTW（多维动态时间规整算法）对粒子定权并提出分段粒子定权的方法对粒子序列长度进行约束,能有效加快粒子滤波收敛速度。仿真试验表明利用改进的粒子滤波进行定位结果可达1 m,有较强的实用性。     

一种基于快速动态时间规整的地磁定位算法

针对地磁序列匹配定位中动态时间规整算法计算耗时长、实时性差的问题,该文提出一种基于快速动态时间规整的地磁定位算法。该算法首先利用粗粒度化的方法缩短地磁序列长度,得到"粗粒度"化的地磁数据;然后采用减小搜索空间的策略快速得出匹配地磁数据与指纹数据的相似距离和规整路径;最后将"粗粒度"化的地磁数据与规整路径再规整回原来地磁数据序列的大小。在该文提出的定位算法中,缩短地磁数据长度与控制搜索空间的策略较好地改善了地磁序列匹配定位的计算耗时问题。实验结果表明,当匹配定位的地磁序列数据长度为100时,基于快速动态时间规整的地磁定位算法的平均定位误差为1.31 m,均方根误差为1.44 m,且其单次定位时间比动态时间规整算法缩短了2.63 s,算法执行效率提升了78.5%。该文提出的地磁定位算法在保证定位精度的同时加快了算法运行速率,能满足室内定位实时性的需求,具有较高的应用价值。     

基于智能手机的地磁与PDR定位算法

近年来室内定位技术成为国内外研究的热点,形成了多种室内定位技术共存的局面,其中WiFi、蓝牙、超宽带等无线网络定位技术应用较广,但是这些定位技术都依赖于基础设施,定位成本较高。此处使用室内地磁信号,无需部署任何基础设施即可定位,并利用手机端MEMS传感器实现行人不同运动模式下的步频探测与航向估计。针对地磁信号具有低辨识度的缺点以及PDR的误差累积问题,利用粒子滤波算法融合地磁与PDR定位结果,有效提高了系统的稳定性,保证了定位精度。实验表明,粒子融合定位方法能够消除PDR的漂移,并且平均定位精度达到1.38 m,定位误差在1.5 m内达到80%以上,具有较强的实用性。     

融合地磁/WiFi/PDR的自适应粒子滤波室内定位

随着国民经济的快速发展,人们在室内活动的时间越来越长,室内空间环境也越来越复杂,对室内环境的位置与导航服务的需求也越来越高。由于地磁信号具有稳定性的特点,且WiFi技术已得到广泛部署,融合使用地磁和WiFi定位具有一定的优势。因此,本文基于Android系统智能手机作为接收设备,融合地磁、WiFi及行人航迹推算（PDR）技术,通过自适应粒子滤波模型和随机抽样一致性算法对采集的信号进行处理。试验证明,地磁、WiFi、PDR三者融合进行室内定位的方法与其他单类方法相比,实现了将室内定位精度的误差最小降低到1.02 m。     

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。     

基于粒子滤波的PDR/地磁指纹室内定位

针对行人航位推算(PDR)定位存在误差累积和地磁指纹不唯一导致的误匹配问题,本文改进了基于粒子滤波的PDR/地磁指纹室内定位方法.在PDR定位过程中利用地图信息控制粒子权重更新,得到较为准确的位置信息后,利用动态时间规整(DTW)算法在PDR推算位置基础上进行快速序列匹配,获取最优位置估计.试验结果表明,融合定位方法有...     

基于智能手机的室内定位技术的发展现状和挑战

室内定位是未来人工智能的核心技术之一,对即将到来的人工智能时代起着举足轻重的作用。开发有效的室内定位新技术是工业界和学术界的研究热点,如谷歌研发的室内视觉定位服务技术、苹果致力推动的基于低功耗蓝牙的iBeacon室内定位技术以及百度携手芬兰IndoorAtlas公司推出的基于磁场匹配的室内定位方案等。然而,受室内复杂环境以及空间布局、拓扑易变等影响,实现准确、可靠、实时的室内定位,满足各类定位需求仍有很大的挑战性。目前,随着智能手机的普及和微机电系统技术的发展,智能手机内置多种传感器和支持丰富的射频信号,可提供不同的定位源。本文从智能手机的内置传感器和射频信号两个方面,综述了现有基于智能手机的室内定位技术,指出各种定位技术的优缺点和应用场景,分析室内定位的发展现状和存在难点,对室内定位技术未来的发展方向进行了展望。     

一种快速生产地磁要素的有效方法

基础地理信息产品的现势性直接影响着其使用情况,如何快速获取现势信息,并应用于基础地理信息数据的生产是一项非常迫切和长期的工作.本文介绍了一种基于中、小比例尺地图数据补充生产大比例尺地碰要素的作业方法,详细描述了该作业方法的设计思路和作业流程,并讨论了作业流程中遇到的一系列技术问题,同时给出了相应的解决方法.经过实践检验...     

磁偏角基准维持系统的建立

在磁方位标准台上通过磁力仪连续记录及计算获取磁方位基准台的磁偏角周日变化数据；在Matlab软件中用小波对磁偏角信号进行滤波，并用调和函数进行拟合，在考虑地球磁场年变化及季节变化的基础上建立了一个可用于测斜仪器检测的磁偏角基准体系。