基于粒子滤波和电子地图融合的室内定位技术研究

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1、誦ｉｉｉｉｉｉ节芸：趙謹誦ｒ屬講纏誦４击如成Ｊ：凌ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＯＴ巨ＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＩ■。论支题目基于验子滤波和电子地图誠合－—的室内定位技术妍究響赫学科专业软件工程学号２Ｑ１３２１２２Ｑ１Ｑ７作者姓名李志强指导教师桑楠教授分类号密级注1UDC学位论文基于粒子滤波和电子地图融合的室内定位技术研究（题名和

2、副题名）李志强（作者姓名）指导教师桑楠教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业软件工程提交论文日期2016.3.18论文答辩日期2016.4.15学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONINDOORPOSITIONINGTECHNOLOGYBASEDONTHEFUSIONOFPARTICLEFILTERANDELECTRONICMAPAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectron

3、icScienceandTechnologyofChinaMajor:SoftwareEngineeringAuthor:ZhiqiangLiSupervisor:Prof.NanSangSchoolofInformationandSoftwareSchool:Engineering独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加！＾标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过

4、的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名。；务去曰期：＾处年个月气曰论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查闽和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存。、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：亏日期：年月日摘要摘要W

5、iFi信号指纹常常用于推测移动设备在室内的位置坐标，然而室内环境的复杂性导致这种推测难度很大。首先，很难建立起WiFi信号指纹与移动设备的位置之间精确的关联；其次，对于连续多次的导航定位服务，若不考虑相邻两次定位结果的时序关系，常常会出现远距离突变现象；再有，连续两次定位结果可能出现穿墙而过的不正确情况。针对这些问题，本文首先提出采用空间聚类算法将较大室内空间区域划分成更小的且特征更加明显集中的子区域，然后结合SVM分类算法和SVM回归算法分两阶段建模WiFi指纹与位置坐标的关联，从而更为精确地估计出移动设备的具体位置坐标。接着，提

6、出采用粒子滤波来融合上述定位方法和时序相关的PDR导航定位方法。将PDR导航定位结果作为粒子滤波算法中的转移量，将WiFi模型定位结果作为粒子滤波算法每一次的观测状态，从而结合两种定位算法的优势，减弱各自单独定位时的不足。最后，采用室内地图匹配技术来解决融合定位算法中定位结果穿墙的问题。采用点线面模型建立起室内矢量地图模型；利用地图匹配方法约束粒子滤波算法中的粒子穿墙；再将穿墙的定位结果校正到相邻门上。实验结果显示，在孤点定位方面，提出的基于空间划分的两阶段WiFi室内定位，其分类精度可达94.58%，平均定位误差距离为2.58米。

7、通过与多种的定位方法相比，本文在分类正确率、定位精度和响应时间等方面均有明显的优势。在导航定位方面，提出的融合室内导航定位方法，在较为复杂的折线导航行走轨迹测试中，平均定位误差低至1.81米，与真实行走轨迹非常逼近；在简单的直线导航行走轨迹测试中，其平均定位误差低至1米以内。本文提出的导航定位方法提高了室内定位准确度，增强了定位系统的实用性。关键词：WiFi信号指纹，空间划分，支持向量机，粒子滤波，地图匹配IABSTRACTABSTRACTWiFisignalfingerprintisoftenusedtoinferthelocat

8、ioncoordinatesofmobiledevicesintheroom.However,thecomplexityoftheindoorenvironmentleadstogreatdifficultyofthisspecula