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随着普适计算技术的不断发展,人们对基于位置的服务(LBS)的需求与日俱增,例如机场、展厅等大型建筑物内的导航、仓库和地下停车场内物资的管理、老人与儿童的位置跟踪和行为识别等等。而对用户进行准确的定位和跟踪则是实现LBS的关键问题。
现有的全球定位系统(GPS)和基于电信网络的定位系统由于技术限制和定位精度的原因都无法满足室内定位的需求,主要用于室外定位。目前,室内定位技术已经成为一个专门的热点研究问题,受到人们的广泛关注。已有的室内定位技术包括传感器定位技术、无线局域网定位技术等。其中基于无线局域网(WLAN)的定位技术由于覆盖范围广,不需要额外的硬件设施等优点而显现出了极大的优越性。
由于室内定位的精度要求,目前基于WLAN的定位技术主要采用两阶段模型方法:离线训练阶段和在线定位阶段。离线训练阶段,通过采集标定数据,建立起信号强度空间到位置空间的映射关系;在线定位阶段,利用实时采集到的信号强度和上述映射关系进行位置估计。但是,该类技术的定位精度很大程度上依赖于离线阶段采集标定数据的密度和数量,而且由离线数据得到的训练模型无法动态的适应环境的变化,使得该类技术难以向实际应用推广。
本文针对基于WLAN的定位技术收集标定数据工作量大、难以动态适应环境的不足提出了一种环境无关的免标定自适应定位技术。该技术使用从信号强度中提取的差值作为特征来代替传统的信号强度值特征,实现定位计算的设备无关性。同时通过在室内环境中预设一些位置已知的参考点来在线提供动态反映时空变化的基准信息,根据这些基准信息使用正则化最小二乘法计算出物理位置和信号强度差值特征间的回归模型,用于移动终端的位置估计。通过在真实环境中采集数据进行实验,证明了该算法在无需额外标定数据的条件下,可以很好的适应环境的变化和保证一定的定位精度,同时对参考点分布的变化具有较好的鲁棒性。最后本文开发了一个基于WLAN的室内定位系统,并探讨了下一步的研究方向。