基于多傳感器與iBeacon室內(nèi)定位的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著智能終端的普及以及科技的快速發(fā)展，室內(nèi)位置服務(wù)的需求與日俱增。從1992年紅外線定位技術(shù)到近年來的iBeacon定位技術(shù)，室內(nèi)定位技術(shù)得到了快速發(fā)展，多種多樣的定位技術(shù)被提了出來，其中基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，比如WiFi定位、藍(lán)牙定位、Zigbee定位等。2013年采用低功耗藍(lán)牙（Bluetooth Low Energy, BLE）技術(shù)的iBeacon被提出后，基于iBeacon位置指紋庫的定位技術(shù)被廣泛追捧，而基

2、于智能手機慣性傳感器的定位技術(shù)具有自主、短時精度高等特點。本文通過對國內(nèi)外室內(nèi)定位技術(shù)的分析，提出了基于多傳感器與iBeacon的融合定位技術(shù)，主要采用了位置指紋庫定位方法與行人航跡推算方法來進(jìn)行實現(xiàn)。主要研究工作和創(chuàng)新點如下：
　?。?）針對多徑效應(yīng)以及人員擾動等因素造成的iBeacon信號噪聲問題，本文引入卡爾曼濾波對采集的iBeacon信號進(jìn)行處理。
　?。?）為解決加權(quán)K近鄰算法（WKNN）定位結(jié)果跳變問題，采用卡爾

3、曼濾波對WKNN定位結(jié)果進(jìn)行處理，實驗結(jié)果表明在辦公室環(huán)境下采用卡爾曼濾波進(jìn)行處理后可將定位結(jié)果誤差在1米以內(nèi)的比例提高到80％以上，使定位精度得到了提升。
　?。?）對多傳感器定位中的行人步數(shù)統(tǒng)計方法進(jìn)行了改進(jìn)，主要提出了基于閾值分級的方法實現(xiàn)行人運行步態(tài)的檢測，同時依據(jù)行人步伐頻率來判斷有效步伐。通過實驗驗證本文的步數(shù)統(tǒng)計方法準(zhǔn)確率在97%以上。
　?。?）針對位置指紋庫匹配過程中運算量較大以及匹配結(jié)果中存在較大偏差數(shù)據(jù)

4、的問題，本文提出了多傳感器定位與iBeacon定位的融合策略。首先通過多傳感器定位來預(yù)測定位結(jié)果的范圍，實現(xiàn)對位置指紋庫的約減，最后采用基于WKNN+卡爾曼濾波的組合方法得到定位結(jié)果。按照實驗設(shè)計進(jìn)行測試，實驗結(jié)果表明采用本文提出的融合定位方法可將定位結(jié)果誤差在1米以內(nèi)的比例提高到85%以上。
　?。?）定位系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)。根據(jù)本文室內(nèi)定位系統(tǒng)的要求，開發(fā)了一套集成本文融合策略和算法的室內(nèi)定位系統(tǒng)。后臺服務(wù)器采用J2EE架構(gòu)，數(shù)