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基于RSSI測距的室內(nèi)定位算法研究及改進

發(fā)布時間:2021-03-29 16:04
  近年來,隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)的快速發(fā)展,無線定位技術(shù)的應(yīng)用進入了一個嶄新的時代。特別是在各種體育館,復(fù)雜的購物商場等大型建筑,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。本文在對基于RSSI(接收信號強度指示)測距的室內(nèi)定位技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,針對其中的缺陷提出了兩種優(yōu)化方案。傳統(tǒng)的基于RSSI測距的定位系統(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)的線性回歸分析方法實時修正模型參數(shù),減小測距誤差。并在傳統(tǒng)的RSSI測距定位算法上,提出了新的定位算法。通過對實際采集數(shù)據(jù)訓(xùn)練分析后,首先根據(jù)改進后的最大似然估計法得出目標節(jié)點估計位置坐標,再結(jié)合泰勒(Taylor)級數(shù)展開定位算法對其進行修正。因此,提出了改進后的最大似然估計法與Taylor級數(shù)展開定位相結(jié)合的定位算法。即把改進后的最大似然估計法估計位置坐標代入Taylor級數(shù)展開定位算法中,作為迭代初始值。通過Matlab仿真結(jié)果表明,和傳統(tǒng)的測距定位算法相比,優(yōu)化后的參數(shù)能更好地擬合信號傳播曲線,且兩種算法的結(jié)合也使定位精度大大提高了。
【學位授予單位】:江西師范大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】: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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(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 基于測距的定位方法
        2.2.1 測距技術(shù)
        2.2.2 基于測距的定位算法
    2.3 定位算法研究面臨的問題與挑戰(zhàn)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于RSSI測距的室內(nèi)定位算法研究及改進
    3.1 基于RSSI的測距模型
        3.1.1 自由空間中的傳播模型
        3.1.2 對數(shù)—常態(tài)傳播模型
        3.1.3 基RSSI的測距定位
    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 測距模型參數(shù)分析
        3.3.1 線性回歸分析參數(shù)
        3.3.2 基于RSSI加權(quán)的線性回歸分析及參數(shù)優(yōu)化
    3.4 Taylor級數(shù)展開定位算法對估計位置坐標修正
        3.4.1 Taylor級數(shù)展開定位算法
        3.4.2 改進的最大似然估計法與Taylor級數(shù)展開定位相結(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仿真實驗參數(shù)設(shè)置
    4.2 仿真實驗結(jié)果及分析
        4.2.1 參數(shù)優(yōu)化對測距模型的影響
        4.2.2 Taylor級數(shù)展開定位算法對定位結(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
致謝
攻讀碩士學位期間公開發(fā)表的論文

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 朱劍;趙海;孫佩剛;畢遠國;;基于RSSI均值的等邊三角形定位算法[J];東北大學學報(自然科學版);2007年08期

2 王建剛;王福豹;段渭軍;;加權(quán)最小二乘估計在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位中的應(yīng)用[J];計算機應(yīng)用研究;2006年09期

3 段渭軍;王建剛;王福豹;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位系統(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:2282561

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