基于WiFi和惯性传感器融合的室内定位算法研究

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1、ｔ／■硕士学位论文Ｉ１１＾ｒ基于ＷｉＦｉ和惯性传感器融合的室内定位算法研究；作者姓名陈蒙学校导师姓名、职称千博教授企业导师姓名、职称谢小平研究员申请学位类工程硕士学校代码１０７０１学号１５０４１２２１１８分类号ＴＮ９２密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于ＷｉＦｉ和惯性传感器融合的室内定位算法研宄作者姓名：陈蒙领域：控制工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：千博教授企业导师姓名、职称：谢小平研宄员学院：机电工程

2、学院提交日期：２０１８年６月TheResearchofIndoorPositioningAlgorithmBasedonWiFiandInertialSensorAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinControlEngineeringByChenMengSupervisor:QianBoTitle:ProfessorSupervisor:XieXiaopingTi

3、tle:ResearchFellowJune2018西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事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了谢意。一学位论文若有不实之处。，本人承

4、担切法律贵任本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技木学。学校有权保留送交论文的复印件，允许査阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。．＿本人签名：导师签名：升询

5、＊里－＊‘＞〇６？自日期（：啤日期：■■，摘要摘要在物联网、大数据、云计算等信息技术快速发展的社会背景下，基于位置的服务（Location-BasedService，LBS）的应用需求在人们生活中占据的比重逐渐增大，室内定位技术作为LBS体系的核心技术具有重要的研究意义。定位精度、定位成本、定位时耗、可扩展性等是衡量定位系统性能的重要指标，单一的定位技术无法同时满足多维度的定位要求。基于WiFi的室内定位技术凭借WiFi技术在室内环境分布广泛、米级的定位精度、低开发成本等优势成为首先方案；

6、基于惯性传感器的行人航迹推算（Pedestriandeadreckoning，PDR）技术具有短期精度良好、不易受外界环境干扰等特点，为与其他技术的融合提供了基础。本文针对WiFi定位和PDR定位的关键技术深入研究，设计基于WiFi和惯性传感器融合的定位算法，从WiFi位置指纹定位、PDR定位、融合定位三个阶段提出算法改进方案。最后基于所设计的算法，设计开发基于Android平台的空巢老人监护系统。论文的主要工作如下：通过分析WiFi信号的特性，明确了指纹定位误差产生的原因。针对在线阶段指纹匹配参考点搜索数目大的问题，

7、应用仿射传播聚类算法优化离线指纹库，为了使离线指纹库中的参考点聚类更均匀合理，提出使用改进的信号距离融合参考点物理位置作为聚类特征。在线匹配阶段，针对信号不稳定导致定位出现误差的情况，提出基于参考点信号强度采样方差的改进型加权K近邻法，改善了定位精度。为了降低行人行走过程中加速度的伪波峰对计步造成的干扰，提高步频检测的准确率，设计了基于加速度波峰波谷差值阈值的步频检测算法。针对行人移动过程中WiFi定位结果不连续、跳变大，而仅使用PDR定位会产生累积误差等问题，通过分析WiFi位置指纹定位与PDR定位算法的不同特点，提

8、出分段执行PDR并平均处理连续WiFi定位结果、使用PDR进行补偿定期更新行人位置的融合策略。为了验证算法的有效性，实测大量数据进行验证，实验结果表明所设计的算法能有效提升定位精度，降低计算的复杂度。最后结合本文提出的基于WiFi和惯性传感器融合的室内定位算法，在Android平台上开发空巢老人监护关怀系统，完成实时定位老人位置、