基于WLAN的室内定位及实现

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中文摘要：移动终端的高精度自主定位是个富有挑战性的课题，也是各种应用服务商的重要基础，其重要性会随着移动终端和各种基于位置的服务的发展会进一步突显。目前GPS（Global Positioning System）、北斗等室外卫星定位系统在室外开阔场景下已经实现较高精度的定位，但因其信号穿透能力和功率的限制，卫星定位系统在室内定位十分困难，于是室内定位技术逐渐成为各大研究机构和高校的热点研究领域。基于WLAN（Wireless Local Area Networks）的室内定位技术具有成本低、部署方便、应用场景广泛、定位终端体量巨大等优点，随着基于位置的服务的普及，其应用前景和价值将进一步凸显。本文为提高基于WLAN的室内定位技术的准确性和鲁棒性做出了以下工作： 1）为获取高质量信号，本文分析了WiFi（Wireless Fidelity）信号的强度（Received Signal Strength，简称RSS）特征。从RSS表征能力、RSS的特征提取、移动终端朝向对接收信号的影响等不同方面进行分析，为获取高质量信号源提供依据。 2）在RSS预处理阶段，本文研究了基于孤立森林的 WiFi信号滤波算法，该算法有效的滤除了WiFi信号的异常值，给之后的定位算法提供了稳定有效的 RSS。 3）本文设计了基于改进XGBoost（Extreme Gradient Boosting）的多终端多级位置指纹定位算法，有效的提高了定位精度，消除了多终端差异性对定位精度的影响。该算法从多终端差异的原理着手，提出了基于 RSS梯度不变性的多终端差异消除算法；从WiFi信号的表征能力入手，提出了基于信息熵的无线AP（Access Point，简称AP）选择法；从WiFi信号的局部表征能力和全局表征能力的差异入手，提出了改进的XGBoost多级指纹定位算法。 4）搭建了基于WLAN的室内定位平台，对本文提出的基于改进 XGBoost的多终端多级位置指纹定位算法进行了实验验证，并对比了实验结果，验证了该算法的有效性，把多终端定位平均误差由8.57m提高到了3.11m。

作者：

李珑

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关键词：

室内定位 WLAN技术位置指纹 XGBoost技术孤立森林

授予学位：

硕士

学科专业：

控制工程

导师：

孙炜、杨漾

学位年度：

2018

学位授予单位：

湖南大学

语种：

中文

中图分类号：