2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術、智能移動終端技術、移動計算技術的發(fā)展,公眾對室內位置服務的需求日益強烈,使得室內定位技術成為智能位置服務領域的研究熱點。為了解決定位導航服務的“最后一公里”及“最后一米”問題,科技巨頭和研究機構如Google、蘋果、百度等,在室內定位技術及推廣方面開展了大量的研究工作;室內定位技術也以室內導航、導游、導購等形式逐漸開始影響人們的生活。特別是“羲和計劃”,作為“北斗”定位導航的室內配套工程,更是以廣域范圍內高精度的室內

2、定位為目標,反映了國家對這一領域的深度支持。
  然而,和室外空間不同,室內空間的結構和實體構成更加復雜和多變,普遍存在著定位信號被遮擋,多徑傳輸和非視距傳輸?shù)痊F(xiàn)象,導致廣域信號如FM/GSM/GPRS的定位誤差較大?;诰钟蛐盘柸缢{牙、WiFi、RFID的射頻定位技術可以達到5m以內的定位精度,輔以重力傳感器、加速度傳感器、地磁傳感器等全定位源混合方法定位,可以實現(xiàn)更高精度的定位。然而,這種全源定位的方式容易導致定位終端的耗電量

3、加劇,帶來系統(tǒng)持續(xù)服務能力顯著下降、綜合成本上升等問題。室內定位問題的根本原因在于室內環(huán)境的特殊性對室內定位信號傳輸?shù)男纬啥嘀丶s束,與室內定位高精度和高效率需求之間存在明顯差距,且是現(xiàn)階段尚未解決的一個矛盾體。從室內結構分析的角度,通過建立更加精細的定位信號傳播模型和衰減模型,理論上可以獲得較高的定位精度,但實際中尚沒有突破性的研究進展。
  本文以智能手機平臺,以及藍牙(iBeacon)、WiFi等低成本、低功耗、普適性的技術條

4、件為基礎,以室內空間場景化分析為手段,以室內定位優(yōu)化提高為目標,研究和探討室內定位技術更加適應實際空間環(huán)境約束,具有更高定位精度、穩(wěn)定性的室內定位技術和方法,滿足室內行人定位高精度、低成本、低功耗的基本需求。
  本文的主要研究內容和主要成果有如下幾個方面:
  1.初步構建了室內空間約束定位的理論體系。(1)系統(tǒng)梳理當前室內定位的優(yōu)化技術研究成果,對比錨節(jié)點校正,地圖校正,GIS約束等定位約束方法,提出了室內定位的點、線、

5、面型空間約束分類;從而能夠優(yōu)化室內空間定位過程及簡化定位約束過程,把傳統(tǒng)不同空間場景的定位切換方法研究,如緩沖區(qū)方法化簡為點型或線型約束定位等;(2)基于點/線/面的定位約束分類,提出室內空間的EPC劃分,將室內空間劃分為出入口空間,通道空間以及容器空間,給出了EPC劃分的語義和類結構,構建EPC G圖模型;從而加強了定位空間和室內物理實體之間在位置上的一一對應關聯(lián),進一步把定位過程限定在通道內,容器內,以及出入口定位過程,實現(xiàn)了分而治

6、之;EPC的基礎性在于面向不同定位精度的定位技術,提供室內空間的高區(qū)分度支撐,適應EPC子空間內適用不同模式的定位技術,提供一致的室內空間定位約束;(3) EPC室內空間劃分在數(shù)據(jù)來源和空間特征細分方面和IndoorGML相一致,通過IndoorGML的多層體系結構和數(shù)據(jù)源關聯(lián)方法,出入口、通道、容器空間劃分模式具有實際的應用前景。
  2.構建了室內空間定位約束的場景化分析方法。(1)從位置、定位約束、空間幾何特征、空間行人約束

7、一體化的角度,提出了面向室內定位的空間場景概念,具體給出了出入口場景,通道場景以及容器場景的形式化定義;(2)以定位信號有效傳播距離和室內空間幾何特征為出發(fā)點,討論了EPC的細分特征的劃分和定位約束及方法;(3)討論了關鍵技術如實時RSSI值和信標的篩選算法,空間場景識別算法,空間場景定位的約束項及參數(shù)量化算法。
  3.提出了一個空間場景約束的室內定位模式。(1)從基礎和前提、模式優(yōu)化、算法優(yōu)化、定位實現(xiàn)的角度,全方位討論了場景

8、約束室內定位的優(yōu)化架構,模塊組成和關鍵技術,包括RSSI實時數(shù)據(jù)濾波處理優(yōu)化,RSSI可信信標優(yōu)選,場景定位子特征識別,場景約束方法等;(2)設計了與場景分析匹配的場景傳感器、定位傳感器、雙性傳感器等傳感器分類方法,及場景傳感器、定位傳感器的部署、合并方法;(3)明確了基于場景分析預設定位空間,初估定位,優(yōu)化定位等三個定位階段。
  4.具體討論了面向出入口場景、通道場景、容器場景的空間場景約束的定位方法。(1)基于出入口雙場景傳

9、感器部署,通過分析其RSS和距離映射特征,提出了雙RF傳播的“啞鈴現(xiàn)象”和VQueue模型,討論了啞鈴現(xiàn)象的唯一性;(2)基于VQueue模型,給出了垂直方向樓層定位、水平方向初次定位的方法,以及樓梯、電梯、門等出入口場景定位方法;(3)給出了基于RSSI和距離映射的三邊測量定位技術優(yōu)化思路,即識別空間細分特征,最優(yōu)信標篩選,初步顧及定位,結果優(yōu)化等方法;(4)給出了基于RSSI位置指紋定位技術優(yōu)化思路,包括顧及空間細分特征的位置格網(wǎng)劃

10、分,指紋片段的篩選,位置指紋匹配,匹配結果優(yōu)化等方法。
  實驗表明:本文所提出空間場景約束的室內定位模式、算法和技術具有正確性和有效性。(1)基于VQueue模型的出入口場景進、出判斷,進入\離開樓層的定位判斷實現(xiàn)了90%的正確定位,時間延遲在2秒內;能夠爭取判斷進入\離開房間;(2)場景約束的RSSI測距定位方法,在狹長通道,如在寬度為2米走廊內,實現(xiàn)了精度優(yōu)于1米的穩(wěn)定定位;(3)場景約束的RSSI指紋定位方法,在寬廣通道和

11、容器內,實現(xiàn)了待定位點和位置指紋格網(wǎng)一致性的匹配結果;同時,位置格網(wǎng)空間減少30%,實時指紋匹配空間減少50%,實現(xiàn)了定位效率的顯著提升。
  在本文研究過程中,緊密面向室內空間行人定位,以WiFi和iBeacon等RF信號源定位等低成本、普適性的基礎條件,更加注重了研究方法、過程和結果的基礎性和代表性:硬件方面定位源傳感器采用了工業(yè)化生產的iBeacon seekey產品,智能手機采用了華為P7、三星S5、coolpad Y75

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