基于動(dòng)態(tài)APs的Wi-Fi室內(nèi)定位方法研究.pdf

1、本課題來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院的項(xiàng)目“智慧國(guó)博”移動(dòng)會(huì)展平臺(tái)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。當(dāng)前，阻礙Wi-Fi室內(nèi)定位技術(shù)的廣泛應(yīng)用的最大瓶頸問(wèn)題是精度不高。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本文提出了動(dòng)態(tài)APs（Access Points）的Wi-Fi室內(nèi)定位方法。理論和實(shí)驗(yàn)表明，該算法能達(dá)到較好的定位性能。
　　首先，介紹了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和研究思路。介紹了室內(nèi)定位、基于Wi-Fi的三角形定位和基于Wi-Fi的指紋法定位的基本概念和相關(guān)內(nèi)容的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀。三角

2、形法是一種計(jì)算量較小的經(jīng)典定位方法，但是誤差較大，而位置指紋法定位精度較高而計(jì)算量較大。研究表明，將兩者有效的結(jié)合起來(lái)會(huì)是種定位效果較理想的新算法。
　　然后，建立了RSS（Received Signal Strength）模型。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試結(jié)果，修正了RSS的對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型，給出了路徑損耗系數(shù)n和噪聲方差范圍。
　　其次，討論動(dòng)態(tài) APs的Wi-Fi室內(nèi)定位方法。在分析傳統(tǒng)位置指紋法與三角形定位法的基礎(chǔ)上，按照傳統(tǒng)

3、的方法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景建立了位置指紋庫(kù)并建立了改進(jìn)的位置指紋定位的理論模型。利用上述理論模型，本文討論了不同的匹配算法，噪聲強(qiáng)度和AP的數(shù)量（指紋矢量的維數(shù)）對(duì)定位精度和計(jì)算量的影響，從而得到最優(yōu)的定位算法：首先以某個(gè)AP對(duì)某個(gè)參考點(diǎn)的RSS的值估計(jì)系統(tǒng)的噪聲強(qiáng)度，然后利用三角形法估計(jì)出初始位置，并得到需要匹配的最大參考點(diǎn)數(shù)目，再利用3NN匹配算法和最優(yōu)AP數(shù)量進(jìn)行精確定位。最后比較了不同RSS的噪聲強(qiáng)度情況下，改進(jìn)的位置指紋法與傳統(tǒng)位置指

4、紋法的定位精度與定位時(shí)間。
　　最后，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明，在RSS的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差不高于7dB時(shí)，4.45米定位誤差范圍內(nèi)累積概率達(dá)到75％可以滿足項(xiàng)目的要求。
　　總之，本論文建立了RSS模型，按照傳統(tǒng)指紋定位的方法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景建立了位置指紋庫(kù)和位置指紋定位的理論模型。提出了動(dòng)態(tài) APs的 Wi-Fi室內(nèi)定位方法。工程測(cè)試表明，在RSS的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差不高于7dB時(shí)，該算法可明顯提高定位精度?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著相關(guān)硬件條件的改進(jìn)，定位精度還