基于WiFi的室內(nèi)定位技術(shù)研究.pdf

1、無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和普適計(jì)算技術(shù)的廣泛應(yīng)用使基于位置的服務(wù)（Location Based Service， LBS）對移動用戶的位置信息需求逐步增多。目前，基于衛(wèi)星信號的室外定位系統(tǒng)已非常成熟，但無法應(yīng)用在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境，因而室內(nèi)定位技術(shù)迅速成為人們的研究熱點(diǎn)。同時，高速發(fā)展的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)因其通信速度快、部署方便等特點(diǎn)使基于WiFi的室內(nèi)定位技術(shù)得到廣泛關(guān)注和研究。因此，本文以基于WiFi的室內(nèi)定位方法中應(yīng)用最廣泛的位置指紋定位技術(shù)作為

2、研究基礎(chǔ)，針對其中存在的問題研究了相應(yīng)的改進(jìn)算法和策略，并基于該算法和策略在Android平臺上實(shí)現(xiàn)了一套定位和地圖相結(jié)合的室內(nèi)定位系統(tǒng)。具體研究內(nèi)容如下：
　　第一，針對基于接收信號強(qiáng)度（Received Signal Strength，RSS）的WiFi室內(nèi)定位技術(shù)中傳統(tǒng)加權(quán)K近鄰（Weighted K-nearest Neighbor，WKNN）算法不能自適應(yīng)獲取WLAN中有效接入點(diǎn)且參考點(diǎn)匹配準(zhǔn)確度不高的問題，本文研究了自

3、適應(yīng)匹配預(yù)處理WKNN算法。該算法中每個實(shí)時定位點(diǎn)自適應(yīng)地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況對無線接入點(diǎn)（Access Point，AP）的RSS均值由大到小排序，然后選擇RSS均值較大的前M個AP，與參考點(diǎn)中對應(yīng)的M個AP一起參與匹配預(yù)處理計(jì)算，從而優(yōu)化了傳統(tǒng)的指紋定位算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法可獲得30％以上的定位誤差改善，有效提高了定位精度和定位穩(wěn)定性。
　　第二，針對不同設(shè)備間RSS檢測能力差異導(dǎo)致指紋數(shù)據(jù)庫不能直接匹配不同品牌和型號的移動設(shè)備

4、，從而使定位精度和穩(wěn)定性降低的問題，研究了一種基于余弦相似度（Cosine Similarity，CS）的RSS檢測差異補(bǔ)償策略，該策略引入余弦相似度作為不同設(shè)備之間能否進(jìn)行RSS差異補(bǔ)償?shù)亩攘繕?biāo)準(zhǔn)，對滿足度量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備組通過比值校正的方法補(bǔ)償RSS檢測差異，有效解決了由于不同設(shè)備RSS檢測能力差異帶來的定位精度和穩(wěn)定性下降問題。
　　第三，基于Android平臺實(shí)現(xiàn)了一套基于室內(nèi)地圖的WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)將室內(nèi)定位技術(shù)和

5、室內(nèi)地圖技術(shù)有機(jī)結(jié)合，在離線訓(xùn)練階段只需輕輕點(diǎn)擊地圖即可從地圖數(shù)據(jù)庫中獲得該參考點(diǎn)的坐標(biāo)及樓層信息并保存至指紋數(shù)據(jù)庫，極大地簡化了離線訓(xùn)練過程，同時可將每一個參考點(diǎn)都直觀地顯示在地圖上，使參考點(diǎn)訓(xùn)練更加簡潔、直觀、合理。在線定位階段也可利用地圖數(shù)據(jù)使定位更加準(zhǔn)確、直觀、高效。在此基礎(chǔ)之上，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了單點(diǎn)定位、移動定位和歷史軌跡查詢等功能，并且為未來系統(tǒng)功能的擴(kuò)展提供了接口。最后，在該系統(tǒng)中對上述兩點(diǎn)算法進(jìn)行了實(shí)際的測量和驗(yàn)證，效果顯著