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基于惯性传感器和WiFi的室内定位系统的设计与实现

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基于惯性传感器和WiFi的室内定位系统的设计与实现

作者：张世哲北京邮电大学

学位级别：硕士

基于位置的服务(LBS)对于人们的生活非常重要。LBS的核心技术是定位,目前,室外定位技术有比较成熟的GPS定位和移动通信系统的定位等。对于室内定位技术,虽然也有很多热门的技术,但各有优缺点,如何能够提高室内的定位精度,是目前的研究... 详细信息

基于位置的服务(LBS)对于人们的生活非常重要。LBS的核心技术是定位,目前,室外定位技术有比较成熟的GPS定位和移动通信系统的定位等。对于室内定位技术,虽然也有很多热门的技术,但各有优缺点,如何能够提高室内的定位精度,是目前的研究热门课题。本文提出了基于惯性传感器和WiFi无线信号辅助定位的室内定位方法,并设计和实现基于该室内定位方法的室内定位系统。惯性传感器定位使用航迹推算方法可以实现连续无缝的定位,航迹推算方法涉及到三个因素：步数、航向和步长。步数与航向可以通过惯性传感器获得,数据处理与分析,得到较为精确的步数与航向,但是人行走时候的步长具有较高的随意性,固定的步长会影响定位的精度。本文使用WiFi无线信号辅助惯性传感器的自主定位,借助WiFi无线信号绝对定位的特性,实现动态调整行人步长、行人位置校准等。本文设计和实现该室内定位系统,并通过实验验证,本文提出的方法在惯性传感器定位的基础上,加上WiFi无线信号的辅助定位,可以更好的实现连续、无缝和高精度的室内定位。

关键词：惯性传感器定位 WiFi辅助定位室内定位 LBS

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基于图像校准的多源融合的室内定位方法

测绘地理信息 2021年第S1期46卷 272-275页

作者：刘镇华黄嘉俊深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060 深圳大学智慧城市研究院广东深圳518060

提出一种基于图像校准的多源融合的室内定位方法。结合WiFi信号,图像及惯性传感器数据的特点,在空间连续性和方向连续性的基础上,设定一系列客观规则来提高定位精度,给出了多源融合的室内定位方法框架。试验结果表明:本方法在2 m范围内... 详细信息

提出一种基于图像校准的多源融合的室内定位方法。结合WiFi信号,图像及惯性传感器数据的特点,在空间连续性和方向连续性的基础上,设定一系列客观规则来提高定位精度,给出了多源融合的室内定位方法框架。试验结果表明:本方法在2 m范围内匹配精度在85%以上,平均定位误差在2 m精度范围内的准确率达到70%。通过与单纯使用WiFi或图像定位对比,该算法分别在速度和精度上得到了较大的提升。

关键词：室内定位图像校准 WiFi 惯性传感器定位多源数据融合

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多源数据融合的目标跟踪方法研究

多源数据融合的目标跟踪方法研究

作者：熊林欣北京工业大学

学位级别：硕士

目标跟踪是计算机视觉研究领域的重要课题，应用范围广阔。传统的视频跟踪往往不能很好地处理目标遮挡、光照变化等复杂问题。引入Kinect摄像机同时获得的视频和深度信息，即RGB-D序列，可以有效缓解这些问题，但是RGB-D序列的覆盖范围... 详细信息

目标跟踪是计算机视觉研究领域的重要课题，应用范围广阔。传统的视频跟踪往往不能很好地处理目标遮挡、光照变化等复杂问题。引入Kinect摄像机同时获得的视频和深度信息，即RGB-D序列，可以有效缓解这些问题，但是RGB-D序列的覆盖范围有限，并且当目标离摄像机的距离较远时，深度数据的精度大幅下降，因此需要融合更多的信息来改善目标跟踪效果。最近Android智能手机逐渐普及，而智能手机中的惯性传感器可实现大范围的目标定位，弥补RGB-D序列覆盖范围有限的不足，解决视频跟踪所面临的问题。然而，为了获得理想的跟踪效果，如何融合多源数据信息是一个具有挑战性的问题。本文通过融合多传感器信息，包括视频、RGB-D序列和惯性传感器数据，提出了一个多源数据融合的目标跟踪方法，实现了长时间稳定的目标跟踪。具体的研究工作如下：1.提出了一种惯性传感器与RGB-D序列的融合定位方法。首先利用惯性传感器的加速度传感器和陀螺仪传感器实现惯性传感器定位，然后在局部区域内，通过Kinect摄像机获取的RGB-D序列，融合纹理和深度，采用粒子滤波跟踪框架实现局部目标定位，最后利用局部目标定位通过TPS变形模型消除惯性传感器定位的累积误差，使惯性传感器定位能在长时间实现稳定定位。2.提出了一种视频数据与惯性传感器的融合跟踪方法。首先构造目标所在区域的稀疏观测，使用压缩跟踪算法对视频数据进行视频跟踪，然后通过坐标投影变换过程，将惯性传感器定位结果映射到视频图像平面上，最后通过本文定义的相似性度量将视频跟踪位置和被映射的位置融合起来，从而实现带跟踪错误检测及纠正的长时间稳定目标跟踪。为了验证本文方法的有效性，本文设计了惯性传感器数据采集系统和多源数据同步采集系统，对实验所需的数据进行了采集、处理。实际场景的实验表明，该方法优于只使用单个传感器数据的跟踪方法，并且表现出处理目标遮挡、光照变化，以及纹理、背景相似等问题时的鲁棒性。

关键词：目标跟踪惯性传感器定位 RGB-D序列定位多源数据融合

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基于移动设备的室内定位系统的研究与实现

基于移动设备的室内定位系统的研究与实现

作者：李旭浙江理工大学

学位级别：硕士

基于位置的服务已经深入到生活的各个方面，为人们的日常生活提供了方便快捷的服务体验。目前，在室外定位方面，有技术比较成熟并广泛应用的GPS定位，对于室内定位，虽然也有很多热门技术，但是各种技术均存在很多不足，限制了室内定... 详细信息

基于位置的服务已经深入到生活的各个方面，为人们的日常生活提供了方便快捷的服务体验。目前，在室外定位方面，有技术比较成熟并广泛应用的GPS定位，对于室内定位，虽然也有很多热门技术，但是各种技术均存在很多不足，限制了室内定位的推广，所以如何在不影响定位精度的情况下普及室内定位，成为目前的热门研究课题。本文在智能终端广泛普及的背景下，利用智能终端内置传感器，提出了基于惯性传感器和无线信号辅助定位的新颖室内定位方法，并设计完成了该系统。在惯性传感器定位中，为了保证定位精度，同时适应智能终端计算能力较弱的特点，采用航迹推算方法实现无缝定位。行人航迹推算技术受环境影响较小，并可独立完成定位功能，影响其精度的主要因素为步数、步长和航向。步数和航向通过惯性传感器收集的信息获得，由于步长的随意性和差异性较高，本文引入无线信号的辅助定位，实时地动态调整算法中的步长，并对用户位置施行阶段性调整，既能消除惯性传感器的误差累计，又可以提供较准确的步长。在实现室内定位的基础上，将传感器信息与WLAN定位信息相融合，提出扩展的卡尔曼滤波算法，通过贝叶斯估计的方法，进一步提高定位精度，并实现室内的动态追踪和导航。最后论文设计并实现了该定位系统，通过实验验证，该系统可以有效地实现无缝高精度的室内定位，并且计算量较小，易于广泛应用和普及，具有较大的现实意义。

关键词：惯性传感器定位无线定位室内定位卡尔曼滤波

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基于多源信息融合的移动定位优化技术研究

基于多源信息融合的移动定位优化技术研究

作者：张科北京邮电大学

学位级别：硕士

基于位置的服务（LBS）,伴随着移动互联网而产生。自诞生以来,迅速深入人们生活的方方面面。签到、地图、周边生活服务的搜索等应用层出不穷,而这一切的基础就是精准定位技术。目前,室内定位研究最多的就是基于射频或者传感器的定位,室... 详细信息

基于位置的服务（LBS）,伴随着移动互联网而产生。自诞生以来,迅速深入人们生活的方方面面。签到、地图、周边生活服务的搜索等应用层出不穷,而这一切的基础就是精准定位技术。目前,室内定位研究最多的就是基于射频或者传感器的定位,室外定位主要以GPS定位为主。但是,这些定位技术都是局限于一个特定环境或者范围,如何在综合多源定位信息的基础上,寻求一种较普适性的定位技术,是一个非常值得研究的热门课题。本文在当前室内外定位的基础上,提出了基于多源信息融合的移动定位技术。即通过卡尔曼滤波技术,将GPS定位信息、惯性传感器定位信息、基站定位信息和道路信息进行融合,融合的条件是实时检测GPS信号是否发生漂移和时间戳原则。该优化算法,首先,一定程度上缓解了惯性传感器定位的累积误差,使得惯性传感器更好的发挥其自主导航能力;其次,能有效解决GPS漂移,在没有网络或者GPS信号弱的环境（如深山,隧道、楼区等）下,也能做到一定程度的定位;最后,初步实现了室内、室外的无缝切换,也降低了GPS长时间定位耗能问题。本文提出的移动定位技术,通过了实验测试,达到了上述目标,说明本文的设计思想和理念是可行的。

关键词：惯性传感器定位 GPS漂移无缝切换卡尔曼滤波