基于WiFI-FM指纹和最小集匹配的室内定位系统的研究

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:welletboy
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随着无线互联网技术的发展和移动设备的普及,人们对位置的需求越来越强烈。GPS技术解决了室外定位的问题,却很难应用于室内环境。业界一直没有形成普适的定位方案,室内定位问题也成为相关研究领域的焦点。  首先,本文考虑到移动设备的硬件局限性,在分析WiFi和FM信号特征的基础上,利用WiFi-FM指纹融合算法构建鲁棒性更强的指纹特征。该方法能够弥补移动端室内定位系统中存在的信号源不足的缺陷,增加指纹特征的维度,提升系统的准确度和可用性。  其次,本文系统地分析了室内环境的特点,由此提出了指纹段索引的建立方法和最小集匹配算法。在指纹训练阶段,定位系统利用视距平均采样法建立指纹索引,并根据空间连通性对指纹空间进行聚类划分,从而抽象出环境中存在的路径连通关系;在定位阶段,系统利用历史位置和计步数据对运动范围进行估计,在指纹聚类内和聚类间采用不同的搜索策略,有效降低了定位阶段的时间复杂度,提升了室内定位系统的实时性。  最后,本文在Android系统上完成了系统原型的设计与开发,并利用实验数据对算法的合理性和有效性进行了验证。实验结果表明FM信号在空间上具有一定的连续性,同时WiFi与FM信号是独立的,指纹融合技术能够增加定位特征的维度,提升移动端室内定位系统的准确度和可用性;最小集匹配算法能够减少定位所需的时间,增强了系统的实时性。
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