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基于WIFI的隧道人员定位算法的分析与研究

王晓薇  
【摘要】:随着科学技术的发展,人们对于获取自身位置的需求越来越多,基于位置的服务获得了越来越多的关注。目前广泛使用的GPS定位技术,可以快速精确的提供定位服务,广泛的应用于手机导航等方面,但是由于GPS信号穿透墙壁时衰减严重,因此GPS技术不能用于室内定位。近几年来WIFI技术发展迅速,WIFI覆盖率大幅上升,基于WIFI技术实现隧道人员定位,无论从组网能力、经济效益、还是定位精度上来说都是非常适合的。基于WIFI实现室内定位,一般使用RSSI(接收信号强度指示)作为信号的特征值。RSSI定位算法有两大类,一种是基于测距的算法,另一种是无需测距的算法。基于测距的定位算法是根据无线信号的自由空间中的传输损耗模型,对比目标位置RSSI值来确定位置,对环境有非常大的依赖性。无需测距的RSSI定位算法即位置指纹算法,分为离线指纹采集和在线位置估计两个阶段。离线指纹采集阶段需要采集每一个位置的RSSI值建立指纹数据库。在线位置估计阶段,取得目标位置的RSSI值,与数据库匹配,估算出目标位置。本论文选取了隧道人员定位作为研究方向,在现有的WIFI定位的基础上,分析了现有定位算法的优缺点,并作出相应的改进,主要内容可归纳如下。(1)分析了基于测距的定位算法,采用了基于传输损耗模型获得待测点与参考点的距离,采用加权质心的极大似然估计方法估算位置,提高了测距算法的定位精度。(2)为了提高传统位置指纹定位算法的定位精度,在离线指纹采集阶段,对于指纹数据进行降噪处理。使用聚类分析的方法训练指纹数据库,降低算法的时间复杂度。在在线位置估计阶段,则采用改进的最邻近算法去来估算位置。这种方法可以有效的提高传统的位置指纹算法的定位精度。(3)测试改进后的定位算法的可行性,比较改进前后的算法的定位精度。分析影响定位精度的因素。


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