基于WiFi信号指纹精细化的室内定位方法

摘要

室内定位是基于位置的服务（LBS）的前提，是近年来的研究热点，得到学术界和工业界的广泛关注。随着智能手机的普及，当前已发展出多种基于WiFi和移动智能终端的室内定位技术。与前期定位技术相比，基于智能手机和WiFi进行室内定位具有明显优势，但是仍然存在人工采集位置指纹信息成本相对比较高的问题。
　　本文首先通过对室内定位规模化应用的关键因素、基于智能手机和 WiFi的室内定位基本方法和工作分类进行总结和对比，得出了当前工作的不足和未来可能的发展方向。然后，基于WiFi信号接收信号强度的指数衰变模型和信号在室内的正态分布特征，提出了一种基于位置指纹精细化的定位方法。该方法采用分治的思想，对初期采集的粗粒度的信号指纹样本进行精细化，进而得到细粒度的样本，从而能够使用简单的位置匹配算法就可以达到比较理想的定位精度，大大减少了样本采集的成本。最后，本文基于QT实现了一个室内定位仿真平台，用来对样本数据可视化的处理分析、精细化样本库、执行匹配算法，以确定一个定位精度好的样本库和位置匹配算法。
　　本文使用所设计的室内定位仿真平台和真实采集的位置指纹信息，对提出的位置指纹精细化的方法进行验证。实验表明位置指纹库的精度越高，定位平均错误距离越低，当使用精细化到0.25米的位置指纹样本库和K-近邻匹配算法（K=4）的时候，定位平均误差距离为1.82785米，小于其它未精细化过的样本数据进行定位的平均误差距离，表明基于位置指纹精细化的方法可以在大大减小样本采集成本的情况下达到更好的定位效果。

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第一章 绪论

1.1论文研究背景

1.2能够广泛应用的定位方案的关键要素

1.3论文研究的主要内容

1.4论文的组织结构

第二章 室内定位技术

2.1室内定位技术详细分析与比较

2.2室内定位技术分类

2.3室内定位技术总结

第三章 基于移动智能设备和WiFi的室内定位方法

3.1基于WiFi和移动智能设备的定位关键技术分析

3.2 WiFi信号强度的分布模型

3.3基于WiFi信号指纹精细化的室内定位方法

3.4本章小结

第四章 室内定位仿真系统设计与实现

4.1开发平台介绍

4.2仿真系统整体结构

4.3仿真系统各模块详细设计

4.4技术要点总结

4.5本章小结

第五章 仿真与性能分析

5.1建立仿真场景

5.2位置指纹信息处理与分析

5.3定位性能分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢