基于地磁敏感度的室內(nèi)定位算法的研究.pdf

1、現(xiàn)如今，人們的日常活動(dòng)大多在室內(nèi)進(jìn)行，導(dǎo)致基于位置感知的應(yīng)用的激增，對(duì)于位置服務(wù)的需求也與日俱增。室內(nèi)定位主要存在三方面的難點(diǎn)：首先，障礙物，干擾源較多，室內(nèi)環(huán)境呈現(xiàn)出較強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性。其次，測(cè)量誤差。最后，定位往往需要依賴于其他輔助設(shè)備，設(shè)備本身的局限性。
　　針對(duì)以上定位的三大難點(diǎn)，綜合室內(nèi)地磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)。在無(wú)干擾源的條件下，室內(nèi)地磁場(chǎng)變化微弱。但真實(shí)室內(nèi)空間，隨機(jī)分布的諸多干擾源形成地磁場(chǎng)的獨(dú)特分布。為此本文利用干擾源對(duì)磁場(chǎng)特

2、征的影響完成定位過(guò)程，首先利用特征梯度去建立特征指紋庫(kù)，以此來(lái)消除輔助設(shè)備干擾。但利用地磁場(chǎng)作為定位載體依然面臨著一大問(wèn)題。復(fù)雜的室內(nèi)分布也會(huì)存在局部的特征分布平滑區(qū)域，稱之為“盲區(qū)”，例如，走廊，過(guò)道等區(qū)域。為解決此類問(wèn)題，基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的粒子濾波，以總體的樣本分布去估測(cè)真實(shí)位置點(diǎn)分布，利用粒子濾波匹配明顯的特征分布區(qū)域。另外，本文通過(guò)建立預(yù)處理過(guò)程進(jìn)行區(qū)域劃分，待區(qū)域識(shí)別完成后，建立自適應(yīng)粒子濾波，從而解決“盲區(qū)”定位問(wèn)題。

3、>　　本文選取一個(gè)400平方米樣本空間，通過(guò)移動(dòng)設(shè)備采集室內(nèi)空間樣本點(diǎn)的地磁場(chǎng)強(qiáng)度和三分量值，經(jīng)最臨近，三次樣條，雙線性，雙三次四種插值方法分別建立室內(nèi)特征分布指紋庫(kù)。之后，進(jìn)行特征區(qū)域劃分，并且利用觀測(cè)值去尋找最佳匹配方案。最后，將感知信息融入粒子濾波去建立自適應(yīng)過(guò)程，自適應(yīng)優(yōu)化濾波參數(shù)。此預(yù)處理過(guò)程建立測(cè)試點(diǎn)和指紋庫(kù)之間的關(guān)聯(lián)，以便于更好的去識(shí)別測(cè)試點(diǎn)。
　　本文主要解決以下三個(gè)方面的問(wèn)題。首先，通過(guò)有限樣本點(diǎn)建立室內(nèi)地磁特征

4、指紋庫(kù)。進(jìn)而，利用室內(nèi)地磁場(chǎng)特征分布的獨(dú)特性和特征指紋庫(kù)與測(cè)試點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)度，對(duì)室內(nèi)空間進(jìn)行敏感度區(qū)域劃分。最后，將室內(nèi)特征分布與測(cè)試點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)信息融入粒子濾波，自適應(yīng)匹配環(huán)境特征，自動(dòng)優(yōu)化濾波參數(shù)。
　　通過(guò)測(cè)試，最臨近插值所建立的指紋庫(kù)效果最差。自適應(yīng)粒子濾波較傳統(tǒng)粒子濾波算法，定位誤差穩(wěn)定，精度高。在不同分辨率條件下，191*191，381*381，951*951，經(jīng)過(guò)100次隨機(jī)定位測(cè)試，定位誤差分別平均減小0.41m，