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基于RSSI与惯性导航结合的室内定位算法

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简介:
本研究提出了一种创新的室内定位方法,结合无线信号强度(RSSI)和惯性传感器数据,旨在提高室内位置跟踪精度。通过融合两种技术优势,有效解决了单一系统在复杂环境下的局限性问题。 基于RSSI(接收信号强度指示)和惯性导航的融合室内定位算法结合了无线信号特性和传感器数据的优点,提高了室内环境下的位置估计精度。这种方法通过综合利用无线电波传播特性与加速度计、陀螺仪等惯性测量单元的数据来优化定位效果,在复杂多变的室内环境中表现出良好的适应性和精确度。

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客服
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  • RSSI
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    本研究提出了一种融合RSSI和惯性导航技术的室内定位方法,旨在提高复杂环境下的定位精度和稳定性。 为满足当前对高精度室内定位算法的需求,本段落提出了一种结合接收信号强度识别(RSSI)与惯性导航的融合室内定位方法。该方法利用无线传感网中ZigBee节点的RSSI值,通过位置指纹识别技术来确定网络内未知节点的位置。同时,借助惯性传感器单元(IMU)提供的数据对RSSI定位结果进行修正和优化。 为了进一步提高系统的准确性与可靠性,本段落采用卡尔曼滤波器,并利用状态方程描述待测目标在不同时间点的坐标变化规律。这种方法实现了以无线传感网络为主、IMU为辅的一种高效融合定位策略。 仿真结果显示,该算法能够在很大程度上改善仅使用RSSI信号进行室内定位时容易受到环境因素干扰的问题;同时也避免了单纯依赖惯性导航系统而产生的累积误差现象,从而显著提升了整体的定位精度。
  • RSSI
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    本研究提出了一种创新的室内定位方法,结合无线信号强度(RSSI)和惯性传感器数据,旨在提高室内位置跟踪精度。通过融合两种技术优势,有效解决了单一系统在复杂环境下的局限性问题。 基于RSSI(接收信号强度指示)和惯性导航的融合室内定位算法结合了无线信号特性和传感器数据的优点,提高了室内环境下的位置估计精度。这种方法通过综合利用无线电波传播特性与加速度计、陀螺仪等惯性测量单元的数据来优化定位效果,在复杂多变的室内环境中表现出良好的适应性和精确度。
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    简介:本系统利用惯性导航技术实现精准的室内定位服务,适用于各类建筑物内,提供高效便捷的位置信息解决方案。 近年来随着无线通信技术的发展,室内定位技术逐渐成熟,并在室内导航、追踪及地理信息系统等领域得到广泛应用。本段落介绍了一种利用无线局域网络(WLAN)接收信号强度进行室内定位的方法,采用了指纹特征比对法并特别强调了局部保持投影法(LPP)的应用。 相比室外环境中的GPS定位技术,在复杂的室内环境中由于建筑结构的影响导致GPS信号难以穿透墙壁,从而使得准确的定位信息难以获取。因此研究者们转向利用WLAN信号尤其是接收信号强度指示(RSSI)来进行室内定位。 在进行室内定位的研究时,常见的概念包括信号指纹技术和最大似然估计法(ML)。其中,信号指纹技术是通过收集已知位置处的无线电信号特征并建立数据库,在实时环境中通过比对当前接收到的RSSI值来确定用户的位置。而最大似然估计则是一种统计方法,用于估算模型参数以最大化从该模型中获取的数据概率。 局部保持投影法(LPP)是信号处理和模式识别领域常用的降维技术之一,它能够保留高维度数据中的局部邻域结构信息。在室内定位场景下应用LPP可以将大量RSSI测量值映射到低维度空间内,从而减少计算量并降低存储需求。同时这种方法并不会影响最终的定位精度,并且减少了离线阶段收集信号样本的时间。 传统的无线网络定位技术包括时间到达法(TOA)和方向到达估算法(DOA)等方法。然而,在实际应用中这些传统的方法存在一些局限性,例如需要精确的时间同步以及对天线阵列的要求较高;并且在室内环境中由于多径效应的影响会导致定位结果不准确。 本段落提出了一种新的定位方案能够有效避免多路径干扰并提高定位的准确性。通过结合指纹特征比对法与LPP降维处理技术,在保证高精度的同时提高了系统的效率,特别适用于复杂的大型商场、办公楼和医院等场合,并具有较高的实用价值及市场潜力。 总之,室内定位的关键在于如何充分利用现有的无线网络信号进行高效且准确的位置确定。研究者们通过探索信号指纹匹配方法、LPP的降维技术和最大似然估计算法的发展为构建高效的室内定位系统提供了理论支持与实践指导,同时也为相关行业应用提供了解决方案。
  • 传感器系统
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    本系统采用惯性传感器技术实现精准室内定位和导航,适用于商场、机场等大型室内场所,提供便捷高效的路线规划服务。 研制的轮式小车室内惯性导航装置和定位系统采用了MEMS惯性传感器,实现了在一定区域内对小车进行精确导航与定位的功能。该设备可以通过WiFi无线传输技术将实时坐标信息发送至控制终端,在PC或平板电脑上的电子地图中直观地展示出小车的具体位置。
  • 测量RSSI个人系统
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    本系统结合惯性测量单元(IMU)和无线信号强度(RSSI)技术,实现高精度个人室内定位。提供稳定、实时的位置信息,在智能家居、安全监控等领域有广泛应用。 基于惯性测量和RSSI的个人室内定位系统是一种结合了惯性传感器数据与无线信号强度(RSSI)信息的技术方案,用于实现高精度的室内位置追踪和个人导航功能。通过融合这两种不同的传感技术,该系统能够有效克服单一方法在复杂环境中的局限性,提供更可靠、准确的位置服务体验。
  • 系统论文研究:RSSI置指纹技术.pdf
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    本文探讨了一种基于RSSI位置指纹和惯性传感器数据融合的室内定位系统,旨在提高复杂环境下的定位精度与可靠性。通过算法优化,实现了对移动设备的精准追踪。 在当今快速发展的移动互联网时代,智能终端的广泛普及带来了基于位置服务(Location Based Service, LBS)的需求增长,其中室内定位系统(Indoor Localization System)作为能够提供室内环境下位置信息的服务受到了广泛关注。尽管全球定位系统(GPS)在室外环境中功能强大且高精度定位能力得到充分展现,但在室内环境中由于信号无法穿透墙壁等障碍物,因此GPS无法有效工作。这种局限性使得精确的室内定位技术成为无线移动应用中不可或缺的部分,并引起了学术界和产业界的高度重视。 当前主要采用的技术包括红外线(Infrared, IR)、蓝牙(Bluetooth)、超宽带(Ultra-Wideband, UWB)、无线局域网(Wireless Local Area Network, WLAN)及射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)。这些技术通常结合三角测量、位置指纹等定位方法使用,如k近邻法(k-nearest-neighbor,kNN)和概率方法(Probabilistic Methods)。 在室内环境中,多边形定位通过计算目标到多个参考点的距离进行估计。角度法则利用相对角度确定目标位置,这些技术通常依赖于信号强度(Received Signal Strength, RSS)、到达时间(Time Of Arrival, TOA)或到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)来间接测量距离。 然而,三角测量方法对基站设备的时间同步要求很高,在室内环境中由于发射器和接收器之间缺乏直接视线通道,多径效应会导致电波传播不稳定,并影响定位精度。为提高室内定位系统的精确度,本段落提出了一种结合RSSI位置指纹技术和惯性技术的混合系统,通过动态活动区域聚类进一步提升位置指纹法定位精度。 实验结果表明,在没有GPS信号的情况下使用无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)进行精准定位是完全可行的。相比单独采用RSSI位置指纹技术,该系统的定位准确度提高了35%以上。随着惯性传感器、无线通信芯片及体域网设备的普及,这种混合系统在个人室内定位应用中展现出巨大潜力。 论文作者杨帆和陆佳亮来自上海交通大学计算机科学与技术系,他们的研究证明了结合RSSI位置指纹技术和惯性技术能够显著提高室内环境下的定位精度。这为未来室内定位技术的发展开辟新的路径,并提出了一些挑战如如何优化聚类算法以适应不同动态变化的室内环境。 论文详细探讨无线室内定位系统的设计和实现过程,并提供了实际应用中的实验数据,分析了混合方法相比于单独使用某一种技术的优势。此外还讨论当前面临的挑战及未来研究方向,例如提高系统的稳定性和准确性等。作者的研究为相关领域的发展做出了重要贡献并提供宝贵经验与参考数据。
  • 研究——RFIDRSSI技术.pdf
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    本文探讨了利用RFID和RSSI技术相结合的方法进行室内定位的研究,旨在提高定位精度和系统稳定性。通过融合两种技术的优势,为复杂环境下的精准定位提供解决方案。 本篇论文探讨了基于射频识别(RFID)技术结合接收信号强度指标(RSSI)在室内定位算法中的应用研究。RFID是一种通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据的非接触式技术,尤其适用于需要非接触、非视距识别的应用场景,在这些领域中,相较于红外线、Wi-Fi、蓝牙和超声波等其他室内定位技术,它具有更高的抗干扰能力、更低的成本与能耗以及更大的存储容量。 论文作者高永清和商丹通过分析RFID的特点提出了一种改进的室内定位算法。该方法在传统RFID室内定位的基础上结合了LANDMARC算法和VIRE算法,并使用均值滤波技术获取参考标签的指纹信息,即多个阅读器在一个固定位置读取到的信号强度集合,这些数据用于建立一个包含参考标签与阅读器之间信号强度值的数据库。 为了提升定位精度,论文提出了一种改进方案——利用对数距离损耗模型进行插值计算虚拟参考标签接收信号强度值。RSSI通常随距离增加呈对数形式衰减;通过这种数学建模可以更准确地预测未知位置处的信号强度,从而提高定位准确性。 实验结果表明该算法在提升定位精度方面具有显著效果,证明改进后的RFID室内定位技术能够适应复杂的环境并提供精确的服务。此外,论文还介绍了基本的RFID系统架构及其组成部分:包括标签、阅读器、中间件以及WiFi接口转换器和应用终端等五大部分;其中915MHz频段下的电子标签会通过内部芯片与天线接收来自阅读器的射频信号,并自动传输存储在其上的唯一识别信息,最终由阅读器将这些数据发送至应用端实现定位功能。 RFID技术已广泛应用于仓库管理、收费站、档案图书管理和防伪门禁系统等多个领域。它能够快速准确地进行物品或人员的身份验证,在提高工作效率方面发挥了重要作用。随着物联网的发展趋势,结合RSSI的改进型室内定位算法为未来智能环境下的位置服务提供了新的解决方案和可能性。
  • MATLAB代码实现:质心和卡尔曼滤波系统
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    本项目利用MATLAB开发了一种结合质心算法与卡尔曼滤波技术的室内定位系统,特别针对惯性导航进行了优化设计。 基于Matlab的室内定位代码实现:融合质心算法与Kalman滤波的惯性导航定位算法旨在提高室内环境中的位置估计精度。此方法结合了普通质心定位、Kalman滤波器以及惯性导航技术,适用于需要高精度且实时更新的位置跟踪场景。 核心关键词包括: - 惯性导航 - 室内定位 - Matlab - Matlab代码实现 - 普通质心定位 - Kalman滤波器 - 定位算法 具体而言,该室内惯性导航定位系统通过综合运用普通质心、Kalman滤波以及惯性导航原理来优化位置估计。此方法在Matlab平台上得以实施,并提供了详细的代码实现步骤以供参考和进一步的研究开发使用。
  • main.zip_ZUPT___陀螺仪_ZUPT代码
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    本资源包提供ZUPT(用户定义的零运动)定位技术在室内的应用代码及文档,结合惯性导航系统和陀螺仪数据进行高精度室内定位。 用于行人室内定位的惯导ZUPT算法在陀螺仪偏置方面仍有改进空间。
  • GPS程序
    优质
    本程序融合了GPS技术和惯性导航系统,提供高精度定位和连续稳定的导航服务,在各种环境条件下都能可靠运行。 GPS-INS组合导航的MATLAB仿真程序代码包含详细的注释。