基于智能手機(jī)的多模室內(nèi)定位技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代生活中，隨著人們室內(nèi)活動的增加以及建筑物面積的增大，各種基于室內(nèi)位置的服務(wù)應(yīng)運(yùn)而生，這就要求獲取人們精確的室內(nèi)位置信息。雖然GPS定位技術(shù)在室外得到廣泛應(yīng)用，但在室內(nèi)卻因信號被建筑屏蔽而無法使用，所以室內(nèi)定位至今仍是未被攻克的難題。歸其原因，主要是因為復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境導(dǎo)致信號容易出現(xiàn)多徑傳播，而且鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會對大部分電磁信號產(chǎn)生屏蔽，此外物品的擺放、人員走動以及門窗的開關(guān)狀態(tài)都會影響到室內(nèi)信號的分布。雖然各國學(xué)者嘗試了很多種定位技

2、術(shù)，但并未出現(xiàn)被人們公認(rèn)的成熟室內(nèi)定位方案。
　　本文充分汲取前人的研究成果，提出基于智能手機(jī)的多模室內(nèi)定位技術(shù)。該技術(shù)通過采用多模置換策略融合了Wi-Fi指紋定位技術(shù)和PDR行人航跡推算定位技術(shù)。并依據(jù)上述理論基礎(chǔ)，設(shè)計了 Android平臺下的多模室內(nèi)定位系統(tǒng)，在具體實現(xiàn)中研究并解決了很多工程細(xì)節(jié)問題。
　　本文的研究內(nèi)容主要有以下幾個方面：
　　(1)研究Android的平臺特性、系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)以及平臺中內(nèi)置傳感器

3、系統(tǒng)的實現(xiàn)。針對 Android內(nèi)置傳感器系統(tǒng)，著重的研究了手機(jī)傳感器的應(yīng)用場景、傳感器系統(tǒng)源碼結(jié)構(gòu)、傳感器系統(tǒng)調(diào)用方法以及 Wi-F i管理與熱點掃描。這部分的研究為本文基于智能手機(jī)的多模室內(nèi)定位系統(tǒng)的開發(fā)提供基礎(chǔ)。
　　(2)研究手機(jī)內(nèi)置加速度傳感器數(shù)據(jù)的空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法，文中通過嘗試四元數(shù)算法和方向余弦算法，最終找到了用于克服加速度傳感器采集的數(shù)據(jù)因手機(jī)姿態(tài)改變而不斷發(fā)生漂移的方法，保障了數(shù)據(jù)在手機(jī)任意姿態(tài)下均能夠反映實際的

4、運(yùn)動狀態(tài)，這為后續(xù)室內(nèi)定位中數(shù)據(jù)的采集提供了前提條件。
　　(3)研究Wi-Fi指紋定位技術(shù)和PDR行人航跡推算定位技術(shù)的原理及具體實現(xiàn)過程。其中，對 Wi-F i指紋定位技術(shù)的研究中，著重對離線訓(xùn)練階段和在線定位階段進(jìn)行分析，同時研究了Wi-Fi指紋數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建方法。對PDR行人航跡推算定位技術(shù)的研究中，著重對行人步數(shù)的檢測、行人步長的估算以及行人航向角的估算進(jìn)行分析。此外，對多模置換策略也做了大量研究。
　　定位實驗中，