基于粒子濾波算法的地磁室內定位實現(xiàn)

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1、分類號P208學號1108521513018學位論文基于粒子濾波算法的地磁室內定位實現(xiàn)Theimplementationofmagneticfielddataindoorpositioningbasedonparticlefilteralgorithm常坤指導教師姓名黃鶴講師北京建筑大學陳品祥教授級高級工程師北京市測繪院申請學位級別碩士學位類別工學碩士專業(yè)名稱測繪工程年級2013論文答辯時間2016年6月學位授予單位和日期北京建筑大學2016年6月答辯委員會主席陳榮國論文評閱人劉旭春秘金忠北京建筑大學碩±學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲巧：所呈交的學位論文，是本人在導師的指

2、導下進行的研究工作及取得的研巧成果。盡我所知Ｊ，除了文中特別加ｔ＾ｌ標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含本人或他人為獲得北京建筑大學或其它教育機構的學位或學歷證書而使用過的材料一同工作的同志對本研巧所做的任何貢獻均。與我已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。若有不實之處，本人愿意承擔相關法律責任。學位論文作者密字：ａ狙：曰期年月北京建筑大學碩±學位論文版權使用授權書本人完全了解學校有關學位論文知識產權的規(guī)定，在校攻讀學位期間論文工作的知識產枚屬于北京建筑大學，允許論文被査閩和借閣。學校有權保留論文并向

3、國家有關部，可鬥或機構送交論文紙質版和電子版＾＾將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)ｉｌ、、或掃描等復制手段保存和匯編學位論文庫進行檢索，可Ｕ采用影印縮印。保密學位論文在解密后的使用授權同上。’＾學位論文作者簽名；和寧校內導師簽名；奉窄作月。日年知飾３（（校外導師簽名：戶八年知摘要隨著基于衛(wèi)星的定位服務在室外定位中大放異彩，基于位置信息的商業(yè)應用模式開始迅速普及。GPS的應用可以說改變了人類的生活方式。人們對于位置的需求越來越高，同時對于定位的精度和準度也提高到了一個新的高度。大型的科技公司，比如Google和Amazon，都對定位的

4、“最后一公里”-----室內定位，花費了無數(shù)的精力和投入。據(jù)科學研究，人類有87%的時間是在室內環(huán)境下度過的。因此，相比較于室外環(huán)境，室內環(huán)境有著更多的需求以及更高的商業(yè)價值。室內定位存在客觀的阻礙?，F(xiàn)代建筑的材料屏蔽GPS信號，使得GPS信號無法穿越墻壁或者穿越墻壁之后迅速的衰減。由于墻面的反射效應，使用GPS信號會遇到多路徑效應等多種阻礙。在相當長的時間內，基于Wi-Fi、RSSI和LED射頻等無線信號的由于其高精確性獲得科研團隊的青睞。但是由于這些無線信號的導航場是有源導航。其信號發(fā)射器的規(guī)劃布設非常重要并且異常復雜。并且有源信號會遇到信號快速衰減，室內物體阻隔信號等

5、多種問題。因此，科學家們和企業(yè)的各個研究團隊將目光轉向了地磁數(shù)據(jù)的匹配。眾所周知，地磁場是地球自身固有的物理場，在地球的任意一個地方都有磁場的存在。磁場相對于無線信號來說，不會衰變。并且室內環(huán)境中，由于電子設備，金屬物品的存在，某地方的磁場會迅速提高，明顯區(qū)別于其他地方，這種現(xiàn)象稱為磁場異常。這種斷崖式的突變恰恰為定位算法的應用提供了可能。由于近年來智能手機的爆發(fā)式發(fā)展，為檢測人的位置和行為提供了可能。因此本文中提出了基于智能手機多傳感器數(shù)據(jù)的融合算法。本研究嘗試利用手機中的計步器、磁場傳感器、三軸加速度計、電子羅盤等設備收集的數(shù)據(jù)，利用粒子濾波器的主邏輯框架，設計步長測距

6、模塊、轉彎判斷模型、地磁匹配模塊、置信度分析模塊等。主要依賴于地磁數(shù)據(jù)去進行相似度的匹配，進而獲得定位點的位置信息。關鍵詞：室內定位；粒子濾波；融合算法；地磁數(shù)據(jù)IAbstractWithlocation-basedpositioningservicesbasedonoutdoorsatelliteadvancing,location-basedbusinessmodelrapidlystartstogainpopularity.GPSapplicationscanbesaidtochangethewaypeoplelive.Andthedemandforhigh-accu

7、racypositioningisincreasing.Besides,theprecisionandaccuracyofthepositioningarealsoraisedtoanewheight.Allthegreattechcompanies,suchasGoogleandAmazon,arefocusingonthe"lastkilometer"positioning-----indoorpositioning,spendingcountlesseffortandgiantinvestment.Accor