基于無(wú)線局域網(wǎng)的室內(nèi)區(qū)域定位問(wèn)題研究.pdf

1、從指南針與天文定位技術(shù)在古代應(yīng)用于航海，到今天的智能手機(jī)普遍配置衛(wèi)星定位系統(tǒng)，人們用來(lái)幫助獲取位置信息的技術(shù)一直在革新。目前衛(wèi)星定位技術(shù)已成為室外定位的優(yōu)勢(shì)技術(shù)，而用于室內(nèi)定位的技術(shù)則呈百花齊放之勢(shì)。無(wú)線局域網(wǎng)是一種目前廣泛商用的覆蓋室內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，使用無(wú)線局域網(wǎng)進(jìn)行室內(nèi)定位無(wú)需搭建專用的定位網(wǎng)絡(luò)，是一種性價(jià)比較高的選擇。
　　 用于無(wú)線局域網(wǎng)的定位算法，尤其是基于信號(hào)接收強(qiáng)度指示(RSSI)值的指紋比對(duì)算法，近年來(lái)得到了廣泛深

2、入的研究，然而由于無(wú)線局域網(wǎng)的固有特性與室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜，使用無(wú)線局域網(wǎng)構(gòu)建實(shí)用的室內(nèi)定位系統(tǒng)依然會(huì)面臨許多問(wèn)題。傳統(tǒng)的點(diǎn)定位算法注重精度，而區(qū)域定位算法則注重準(zhǔn)確度，在很多場(chǎng)景下更適用。基于需求與成本考慮，我們采用了以接入點(diǎn)為定位基站采集RSSI值的廉價(jià)方案，并以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的區(qū)域定位為目標(biāo)而設(shè)計(jì)算法。本文的主要內(nèi)容與貢獻(xiàn)如下：
　　 首先，本文提出了一種基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的定位穩(wěn)定機(jī)制。由于RSSI向量不完整等原因，傳統(tǒng)的最近鄰算法用于

3、區(qū)域匹配準(zhǔn)確度不高，區(qū)域匹配結(jié)果直接作為定位結(jié)果極不穩(wěn)定，于是該穩(wěn)定機(jī)制使用時(shí)間窗口內(nèi)多個(gè)定位周期的區(qū)域匹配結(jié)果，在以上一周期定位結(jié)果區(qū)域?yàn)楦亩ㄎ簧蓸渖蠈ふ宜鼈兊淖罱沧嫦葏^(qū)域，作為本周期的定位結(jié)果。分析和實(shí)驗(yàn)表明，該穩(wěn)定機(jī)制以約15s的定位延時(shí)為代價(jià)，將區(qū)域穩(wěn)定度從約50％提高到約90%，并達(dá)到約70%的區(qū)域到達(dá)率。
　　 然后，本文設(shè)計(jì)了一種兩階段選舉區(qū)域匹配算法，試圖提高作為定位穩(wěn)定機(jī)制基礎(chǔ)的區(qū)域匹配算法的準(zhǔn)確度。該

4、算法第一階段使用RSSI值對(duì)區(qū)域進(jìn)行選舉，得出待選區(qū)域集合，且信號(hào)較少時(shí)傾向于選出較多的區(qū)域，反之亦然：第二階段在定位穩(wěn)定機(jī)制得到的定位生成樹上，選擇這些待選區(qū)域的最近公共祖先作為本次匹配的結(jié)果。分析與實(shí)驗(yàn)表明，兩階段選舉區(qū)域匹配算法結(jié)合最近公共祖先穩(wěn)定機(jī)制，相比最近鄰算法，能在保持約90%區(qū)域穩(wěn)定度的前提下，減小時(shí)間窗口，從而將區(qū)域到達(dá)率提高到約80%，定位延時(shí)降低到約10s。
　　 最后，本文完整實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于無(wú)線局域網(wǎng)的室