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【论文集锦】室内定位技术与算法——《电子技术应用》优秀论文集锦

2018-11-12
关键词: 室内定位 WiFi ZigBee MEMS

        室内定位是指在室内环境中实现位置定位,主要采用无线通信、基站定位、惯性导航定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系,从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。

        室内场景越来越庞大复杂,大型商超、综合性医院、机场、停车场等场所对于定位和导航的需求也逐渐增多。

        大型商超希望能够借助室内定位技术为前来购物的消费者提供实时导引服务,同时基于位置提供对应的营销服务。医院希望对医疗设备进行实时定位,便于需要时快速调用;希望能对特殊病患进行定位监护,防止其发生意外。高危化工厂需要对人员进行定位管理,防止发生安全事故等。室内定位在零售、餐饮、物流、制造、化工、电力、医疗等行业均展现出了广阔的市场前景。

        目前,从技术角度来说,室内定位主要有基于无线信号发射技术、基于惯性导航的技术、基于视觉的技术及基于地磁等技术。具体包括Wi-Fi定位、蓝牙定位、ZigBee、RFID定位、UWB(超宽带)定位、红外技术、超声波等技术,为不同行业的室内定位需求贡献了诸多行之有效的位置服务方案。

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 (图片来自网络)       

        近年来,《电子技术应用》刊载了一些室内定位方面优秀稿件,整理于此,欢迎相关领域研究者参考借鉴!

 

 

1.基于行人航迹推算的室内定位算法研究

摘要:针对室内定位的实际应用需求,提出了基于行人航迹推算算法(PDR)的适用于手机采集数据的室内定位方法。不同于传统的数据采集方法,该种定位方法利用手机得到加速度、陀螺仪以及地磁原始数据,通过分析加速度信号实现步频探测和步长估计。利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)融合各惯性传感器数据以提高方向角的解算精度。最后设计了基于Android平台的数据采集软件,可利用手机内置的传感器设备实现数据采集。经实验数据分析,该算法的定位精度优于2m,在实用的基础上具有较高的定位精度和较低的实现复杂度。

全文链接:

http://www.chinaaet.com/article/3000064436 

中文引用格式: 王亚娜,蔡成林,李思民,等. 基于行人航迹推算的室内定位算法研究[J].电子技术应用,2017,43(4):86-89,93.
英文引用格式: Wang Yana,Cai Chenglin,Li Simin,et al. The research on indoor positioning algorithm based on pedestrian dead reckoning[J].Application of Electronic Technique,2017,43(4):86-89,93.

 

2.基于超宽带的移动机器人室内定位系统设计

摘要:针对目前移动机器人室内定位方式灵活性差和精度不高的问题,设计了一种基于超宽带(UWB)的高精度移动机器人室内定位系统。系统以UWB射频模块组成无线传感器网络,包括基站(Anchor)和安装在移动机器人顶端的标签(Tag)。采用非对称双边双向测距技术(ADS-TWR)获得标签到各基站之间的距离信息,无需基站与标签、基站与基站之间的时钟同步。距离信息通过WiFi由基站传输到上位机,利用卡尔曼滤波算法对距离信息进行优化后进行定位。测试结果表明,该系统具有布设简单、高精度、高实时性的特点,定点定位误差在13cm以内,动态点定位误差小于20cm。

全文链接:

http://www.chinaaet.com/article/3000065382 

中文引用格式: 卢靖宇,余文涛,赵新,等. 基于超宽带的移动机器人室内定位系统设计[J].电子技术应用,2017,43(5):25-28.
英文引用格式: Lu Jingyu,Yu Wentao,Zhao Xin,et al. Design of indoor positioning system for mobile robot based on ultra-wideband[J].Application of Electronic Technique,2017,43(5):25-28.


3.GPS伪卫星高精度室内定位技术研究与实现

摘要: 为了实现高精度室内定位,克服GPS导航系统在室内等复杂环境定位的局限性,提出了一种基于伪卫星的高精度室内定位方案。该方案以FPGA+DSP作为核心处理器,并集成了高速A/D转换电路以及上下变频电路。详细介绍了伪卫星信号时钟同步方法和接收机抗远近效应设计方案及实现。通过对系统测试,结果表明在室内静态和动态定位精度都在3 cm以内,实现了高精度室内定位,该方案的实现对室内外无缝定位具有重要的意义。

全文链接:http://www.chinaaet.com/article/3000083727

中文引用格式: 卢伟军,孙希延,纪元法,等. GPS伪卫星高精度室内定位技术研究与实现[J].电子技术应用,2018,44(3):36-39.
英文引用格式: Lu Weijun,Sun Xiyan,Ji Yuanfa,et al. Research and implementation of high precision indoor positioning technology for GPS pseudo satellite[J]. Application of Electronic Technique,2018,44(3):36-39.


4.基于Android平台改进的室内WiFi定位算法的研究

摘要:基于Android手机平台设计并实现了WiFi室内定位系统。该系统采用指纹定位算法,通过手机采集室内WiFi信息并建立数据库,当用户发出定位请求时,手机将扫描到的WiFi信息发送给数据库,通过匹配算法进行位置定位。通过对采集后的数据进行加权以及对数据库数据进行预先处理,降低了运算量,同时去除了较小的信号强度的干扰。实验表明,与传统算法相比,该系统定位精度大大增加。

全文链接:

http://www.chinaaet.com/article/3000062483 

中文引用格式: 武一,张冀钊. 基于Android平台改进的室内WiFi定位算法的研究[J].电子技术应用,2017,43(3):77-79.
英文引用格式: Wu Yi ,Zhang Jizhao. Research of improved indoor WiFi localization algorithm based on Android platform[J].Application of Electronic Technique,2017,43(3):77-79.


5.基于模糊聚类的ZigBee室内定位系统设计

摘要:随着计算机技术及传感技术的发展,基于位置服务(LBS)逐渐成为研究热点。在采用德州仪器公司CC2530芯片设计的一套ZigBee室内定位系统的基础上,提出了基于模糊聚类的加权最邻近定位算法,并利用设计的ZigBee室内定位系统进行实验。实验结果表明,采用基于模糊聚类的加权最邻近定位算法,ZigBee室内定位系统的平均定位精度有了一定的提高,平均定位精度达到了1.47m,并且与常见的NN定位算法、KNN定位算法、贝叶斯定位算法的定位效果进行了对比。

全文链接:

http://www.chinaaet.com/article/3000020534 

中文引用格式:何海平,郭杭,方爽.基于模糊聚类的ZigBee室内定位系统设计[J].电子技术应用,2016,42(5):71-73,77.

英文引用格式: He Haiping,Guo Hang,Fang Shuang. Research of ZigBee indoor positioning system based on the fuzzy clustering[J].Application of Electronic Technique,2016,42(5):71-73,77.

 

6.基于Kmeans聚类的CSI室内定位

摘要:多径效应导致基于接收信号强度指示(RSSI)的室内定位精度不高,采用高细粒度的物理层信道状态信息(CSI)可以更好地描述室内多径环境,提高基于指纹的室内定位的精度。利用聚类算法提取CSI,提高了不同位置之间指纹的区分性。在定位阶段采用一种简单有效的方法进行类的匹配。实验结果表明,在使用单个信标的情况下,定位精度较以往算法提高了24%。

全文链接:

http://www.chinaaet.com/article/3000057028 

中文引用格式:田广东,杨品章,王珊,余翔.基于Kmeans聚类的CSI室内定位[J].电子技术应用,2016,42(12):62-64,68.

英文引用格式: Tian Guangdong,Yang Pinzhang,Wang Shan,et al. CSI indoor positioning based on Kmeans clustering[J].Application of Electronic Technique,2016,42(12):62-64,68.

  

7. 无线定位与惯性导航结合的室内定位系统设计

摘要:面对室内定位的实际应用需求,分析了基于接收信号强度指纹法定位技术精度较低、单纯的惯性导航累积误差较大等问题,采用基于信赖度的联合定位算法对多种信息进行融合处理,以获得较高的综合定位精度。通过基于ZigBee的无线传感器网络平台及多种MEMS运动传感器的联合,设计并实现了多信息融合的室内定位演示系统。由于多种信息的融合,不需要依赖大量样本的指纹库,从而降低了实现过程中离线指纹库建立的工作量。经实验数据分析,基于信赖度的联合定位方法具有较高的定位精度和较低的实现复杂度。

全文链接

http://www.chinaaet.com/article/219049 

中文引用格式:周亮,付永涛,李广军.无线定位与惯性导航结合的室内定位系统设计[J].电子技术应用,2014,40(4):73-76.

 

8.基于指纹技术的蓝牙室内定位系统

摘要:针对室内定位服务的迫切需求,搭建了利用指纹技术实现对室内蓝牙设备的精确定位系统。该系统以蓝牙设备为平台,通过获取蓝牙无线链路的接收信号强度参数,建立信号样本数据库,对在线阶段采集到的信号利用K阶近邻法实现对设备的定位。该系统在传统指纹定位算法的基础上加入了对在线定位阶段信号的小波去噪过程,用于降低噪声干扰,提高定位精度。在办公室环境下,蓝牙设备的平均定位精度达到了0.2m。

全文链接:

http://www.chinaaet.com/article/212188 

中文引用格式:陈国平,马耀辉,张百珂.基于指纹技术的蓝牙室内定位系统[J].电子技术应用,2013,39(3):104-107. 

 

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