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基于RSSI測(cè)距的室內(nèi)定位算法研究及改進(jìn)

發(fā)布時(shí)間:2021-03-29 16:04
  近年來(lái),隨著無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)的快速發(fā)展,無(wú)線(xiàn)定位技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。特別是在各種體育館,復(fù)雜的購(gòu)物商場(chǎng)等大型建筑,室內(nèi)定位技術(shù)顯得格外重要。它除了可以為相關(guān)人員提供人員、物品的位置信息,對(duì)于安全保障工作也起到十分重要的作用。目前,室內(nèi)定位技術(shù)已得到深入研究,但在定位精度方面仍然有待提高。本文在對(duì)基于RSSI(接收信號(hào)強(qiáng)度指示)測(cè)距的室內(nèi)定位技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)其中的缺陷提出了兩種優(yōu)化方案。傳統(tǒng)的基于RSSI測(cè)距的定位系統(tǒng)中,首先根據(jù)RSSI和距離的關(guān)系建立信號(hào)傳播模型,盡可能的擬合出RSSI值隨距離的增加而衰減變化。由于室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜,存在非視距和多徑效應(yīng)的影響,定位誤差較大。為此,本文提出在優(yōu)選采集數(shù)據(jù)的前提下,利用基于RSSI值加權(quán)的線(xiàn)性回歸分析方法實(shí)時(shí)修正模型參數(shù),減小測(cè)距誤差。并在傳統(tǒng)的RSSI測(cè)距定位算法上,提出了新的定位算法。通過(guò)對(duì)實(shí)際采集數(shù)據(jù)訓(xùn)練分析后,首先根據(jù)改進(jìn)后的最大似然估計(jì)法得出目標(biāo)節(jié)點(diǎn)估計(jì)位置坐標(biāo),再結(jié)合泰勒(Taylor)級(jí)數(shù)展開(kāi)定位算法對(duì)其進(jìn)行修正。因此,提出了改進(jìn)后的最大似然估計(jì)法與Taylor級(jí)數(shù)展開(kāi)定位相結(jié)合的定位算法。即把改進(jìn)后的最大似然估計(jì)法估計(jì)位置坐標(biāo)代入Taylor級(jí)數(shù)展開(kāi)定位算法中,作為迭代初始值。通過(guò)Matlab仿真結(jié)果表明,和傳統(tǒng)的測(cè)距定位算法相比,優(yōu)化后的參數(shù)能更好地?cái)M合信號(hào)傳播曲線(xiàn),且兩種算法的結(jié)合也使定位精度大大提高了。
【學(xué)位授予單位】:江西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:TP212.9;TN929.5
文章目錄
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 室內(nèi)定位相關(guān)技術(shù)分析
    2.1 基于非測(cè)距的定位方法
        2.1.1 質(zhì)心定位算法
        2.1.2 DV-Hop算法
        2.1.3 APIT定位算法
    2.2 基于測(cè)距的定位方法
        2.2.1 測(cè)距技術(shù)
        2.2.2 基于測(cè)距的定位算法
    2.3 定位算法研究面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于RSSI測(cè)距的室內(nèi)定位算法研究及改進(jìn)
    3.1 基于RSSI的測(cè)距模型
        3.1.1 自由空間中的傳播模型
        3.1.2 對(duì)數(shù)—常態(tài)傳播模型
        3.1.3 基RSSI的測(cè)距定位
    3.2 RSSI數(shù)據(jù)濾波處理
        3.2.1 常用濾波方法
        3.2.2 卡爾曼濾波
    3.3 測(cè)距模型參數(shù)分析
        3.3.1 線(xiàn)性回歸分析參數(shù)
        3.3.2 基于RSSI加權(quán)的線(xiàn)性回歸分析及參數(shù)優(yōu)化
    3.4 Taylor級(jí)數(shù)展開(kāi)定位算法對(duì)估計(jì)位置坐標(biāo)修正
        3.4.1 Taylor級(jí)數(shù)展開(kāi)定位算法
        3.4.2 改進(jìn)的最大似然估計(jì)法與Taylor級(jí)數(shù)展開(kāi)定位相結(jié)合的定位方法
    3.5 本章小結(jié)
第4章 仿真與結(jié)果分析
    4.1 MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置
    4.2 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        4.2.1 參數(shù)優(yōu)化對(duì)測(cè)距模型的影響
        4.2.2 Taylor級(jí)數(shù)展開(kāi)定位算法對(duì)定位結(jié)果修正
    4.3 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表的論文

【參考文獻(xiàn)】

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1 朱劍;趙海;孫佩剛;畢遠(yuǎn)國(guó);;基于RSSI均值的等邊三角形定位算法[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年08期

2 王建剛;王福豹;段渭軍;;加權(quán)最小二乘估計(jì)在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)定位中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2006年09期

3 段渭軍;王建剛;王福豹;;無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位系統(tǒng)與算法的研究和發(fā)展[J];信息與控制;2006年02期



本文編號(hào):2282561

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