高动态环境下情境自适应室内定位方法研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yyqzhang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着移动互联网的发展,基于位置的服务在日常生活中广泛普及,已经从传统的导航扩展到了共享出行、位置交友等即时服务。随着应用的丰富,定位范围也逐渐从室外向室内扩展,由此对高精准室内定位产生了巨大需求。  目前,室内定位的实现方式众多,如基于基站、视频、红外线、蓝牙、Wi-Fi等。其中基于Wi-Fi的室内定位由于无线信号普遍覆盖,以及智能设备快速普及,已成为应用最为广泛的室内定位方式。然而,基于Wi-Fi室内定位的研究虽然已经取得较大进展,但是由于多径效应、环境变化以及人员流动等高动态环境的影响造成无线信号波动性很大,使得实现高精度Wi-Fi室内定位仍面临着1)难以获取全面的有效标定数据,2)信号强度特征变化大,以及3)模型的情境适应能力弱等问题,造成定位精度低、粒度粗、鲁棒性差。  因此,本文针对上述挑战性问题,构建了一种面向高动态环境的情境自适应定位模型,并且基于该模型提出了三种典型情境(多源信号、运动信息、用户行为)约束下的自适应定位方法,取得了很好的实验结果,具体研究工作如下:  构建了一种面向高动态环境的情境自适应定位模型  针对高动态环境下无线信号波动性大引起的定位精度低、粒度粗、鲁棒性差的问题,构建了约束项形式统一的情境自适应定位模型。该模型在传统定位模型拟合误差最小化基础上加入了情境自适应约束项。其中,情境信息包括多源信号、运动信息以及用户行为等。实验结果表明,该模型能够有效利用情境信息约束,构建自适应模型来提高定位性能,为各种高精度、细粒度、强鲁棒定位方法的提出奠定了基础。  提出了基于多源信号融合的半监督精准定位方法  针对难以获取全面的有效标定数据而引起的定位精度低的问题,提出了基于多源信号融合的半监督精准定位方法。该方法将标定数据拟合误差作为误差项,将Wi-Fi信号和蓝牙信号的流形正则化作为情境约束项构建目标式,通过调节误差项与约束项权重来优化求解目标式。实验结果表明,当应用于稀疏有效标定数据的定位问题时,提出的基于多源信号融合的半监督精准定位方法能够实现多源信号在模型层的优化融合,取得比已有的监督学习方法和半监督学习方法更高的定位精度。  提出了基于运动信息约束的细粒度定位方法  针对由于信号强度特征变化大而引起的定位粒度粗的问题,提出了基于运动信息约束的细粒度定位方法。该方法在标定数据拟合误差的基础上,将用户运动方向信息和Wi-Fi信号流形正则化作为情境约束项,构建信号空间与物理位置空间之间的映射关系。实验结果表明,提出的基于运动信息约束的细粒度位置学习方法能够通过方向信息补偿无线信号波动性对定位粒度的影响,同时降低对标定数据位置分布的要求,在标定数据相同的情况下有效提高定位细粒度程度。  提出了基于用户行为识别辅助的鲁棒定位方法  针对由于情境适应能力弱引起的模型不稳定的问题,提出了基于用户行为识别辅助的鲁棒定位方法。该方法通过行为识别发现感兴趣位置点POI(Point of Interest)并构建POI的空间位置关系。然后以标定数据拟合误差作为误差项,以Wi-Fi信号流形正则化和POI空间位置关系作为情境约束项构建定位模型,并通过迭代求解实现定位。实验结果表明,基于行为识别的POI发现的辅助定位能够有效提高模型在不同场景中的鲁棒性。  最后,基于上述研究方法,设计并实现了一套面向高动态环境的情境自适应室内定位系统,该系统能够实现数据采集、模型构建、定位服务以及后台管理等功能。通过示范应用验证了系统的可用性。
其他文献
在基于知识的模糊分类系统的应用之中,构造合适的模糊分类规则集是关键的问题。一方面,要求分类规则集能提供较高的准确性,另一方面,对于模糊规则集中的模糊集合要求具有良好的可
随着以Ajax(Asynchronous JavaScript And XML)为技术特征的Web2.0应用的发展,Ajax正受到越来越多人的关注。Ajax实现了异步机制,按照“按需存取”的原则,局部刷新页面,给用户带
如何准确地定位目标节点,从而快速有效地搜索到目标资源一直是P2P网络研究中的关键问题,是决定P2P网络系统性能的重要因素。P2P网络资源搜索技术的有效性主要取决于系统的拓扑
远程教育是现代化教学的重要组成要素。因此,设计一个能够满足和适应社会发展的远程教育模型,是现代化教育的迫切需求。本文基于教育部中小学万名班主任国家级远程培训平台,研究
在知识经济时代,信息与知识占企业资源的主导地位,直接关系到企业的创造能力、生产力和企业效益。以工作流管理为核心的监督管理系统成为油田公司的首选。LotusNotes/Domino能
视频监控系统在各行各业有着广泛的应用,同时也面临着诸多的问题需要解决。本文着重研究视频监控的运营级平台的设计问题、智能监控中复杂背景下目标发现和跟踪问题、视频监控
移动互联网时代,不论是长篇见解还是一句话甚至一个表情都可以自由的发布,对大众用户来讲短文本是主流的表达方式。海量带有个人心情、观点、叙事等的短文本与用户之间基于这些
首先,介绍了论文的写作背景,组织结构,研究的目的和意义,然后在阅读大量遗传算法和并行遗传算法文献的基础上,对遗传算法及其特点进行了简单描述并对并行遗传算法的分类进行了介绍
随着计算机技术的发展,嵌入式技术已成为计算机领域的一个重要组成部分。本文采用了嵌入式技术构建了一个用于测试安全计算机背部板卡的连接关系的测试系统。安全计算机主要
为了解决当前石油物探工程监督工作对监督人员要求较高、信息处理任务繁重、效率不理想等问题,我们基于IBM公司的协同办公软件产品LotusDomino/Notes实现石油物探工程监督工作