基于RSSI和惯性导航技术的室内定位系统设计

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随着信息技术的不断发展和基于室内位置信息的服务需求快速增加,室内定位受到人们越来越多的关注。然而,由于室内环境的复杂性,无线定位信号容易受到多径效应、障碍物等的影响并最终导致室内定位系统定位精度过低。针对基于RSSI的室内定位系统遇到障碍物时精度会大幅降低的问题,本文提出用惯性导航系统姿态角辅助完成定位的解决方案,并以MATLAB为平台设计完成了定位软件。  本文主要工作安排如下:  (1)在充分调研现今各种室内定位技术的基础上选定RSSI技术和惯性导航技术作为本文定位技术。针对两种定位技术存在的缺陷,本文提出用惯性导航系统姿态角辅助RSSI完成定位的解决方案。  (2)研究基于RSSI的室内定位算法,其中包括传播模型的建立、RSSI的滤波处理和定位算法;另外,对惯性导航基本理论进行研究,主要包括姿态矩阵实时更新和姿态解算。  (3)根据论文需要,本文完成了RSSI定位节点的硬件设计。;另外,惯性导航系统电路采用惯性传感器MPU6050和磁力计HMC5883L作为主要器件,根据器件特性和系统要求完成硬件电路的设计。  (4)定位系统软件的设计是定位系统的灵魂。为了方便RSSI信息采集本文设计并实现了主从通信协议,还完成了惯性导航部分传感器数据融合、姿态矩阵实时更新和姿态解算的软件设计;最后,本文完成了基于MATLAB GUI的上位机软件设计,上位机软件完成定位并对定位结果加以显示。  (5)以实验室走廊为场景进行实地测试,成功验证了本文用惯性导航系统姿态角辅助RFID完成定位的方案,在一定前提下本文设计的定位系统能够达到1.5m的定位精度。
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