智能终端室内导航技术研究与实现

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuzw93
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随着全球卫星导航定位技术的快速崛起,基于室外的导航系统蓬勃发展,在交通运输、国防安全等领域应用广泛。但在室内环境中,由于建筑物干扰等因素,室内很难获取到较为精确的卫星导航数据。随着人类活动在室内环境中增多,各种室内导航技术出现并迅速发展,人类生活也越来越依赖于室内导航技术,但不同的室内导航技术均存在很多不足之处。为提高导航精度,降低系统成本,便于移动行人导航,考虑室内环境特性,采用基于行人航位推算(PDR)、WIFI和地理标识融合的导航定位系统,满足行人在复杂的室内环境中的导航定位需求。为充分利用PDR、WIFI和地理标识的互补优势,本文提出了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的融合算法。对于WIFI定位系统,在实时定位阶段通过模糊推理加权位置指纹算法获取WIFI定位位置,利用行人前一步融合的位置数据与WIFI异常检测定义可信区域,降低计算成本,提高WIFI定位精度。地理标识标记室内环境特性较为明确的位置点,与WIFI系统在实时定位前期预测量阶段共同组建离线指纹数据库。PDR定位系统分析用户姿态模型,解算行人步态和步伐,利用陀螺仪和加速度传感器确定基于EKF航向模型的用户航向。为降低PDR累积误差,实现连续室内导航定位,以PDR系统数据为状态量,WIFI和地理标识为量测量,实现基于EKF融合的导航算法,并在Android平台搭建移动客户端,构建移动终端室内导航系统。经过对实际室内环境数据采集与移动终端导航系统测试,并对实验数据加以分析,可以得出:基于PDR、WIFI和地理标识融合的室内定位系统相较于PDR、WIFI融合系统和PDR、地理标识融合系统而言定位精度提升显著,其定位误差可基本保证在1m以内,满足日常的基于行人的室内导航需求。
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