一种基于SVR的定位误差修正算法

针对井下无线信号传播环境发生改变需要重新采集RSS(Received Signal Strength)指纹数据的问题,提出一种基于支持向量回归(SVR)的定位误差修正算法。该算法在离线阶段利用支持向量回归机,建立待训练点的RSS值和定位结果与定位误差之间的非线性关系,在线阶段利用该模型计算RSS样本的定位误差,并修正定位结果。实验结果表明,在离线训练点数量增加前后,该修正算法比指纹匹配算法的定位误差分别减少了22%与38%。     

基于PSO-BP神经网络的煤矿井下自适应定位算法

提出了一种基于PSO-BP神经网络的煤矿井下自适应定位算法。针对传统的基于测距模型的定位算法易受煤矿井下环境干扰、测距误差大的问题,选择指纹匹配定位模型。针对煤矿井下环境强时变性,易增大实时采集的指纹信息与离线阶段建立的静态指纹数据库信息的匹配误差问题,将信标节点作为参考点的校准节点,以更好地反映参考点随环境变化的情况,避免增加额外的校准节点;在不增加硬件成本的同时,通过动态补偿法实时修正目标节点指纹数据,解决了指纹匹配定位模型自适应差的问题。匹配定位阶段采用PSO优化BP神经网络权值,以加速BP神经网络收敛,提高学习速度。实验结果表明,该算法更加适应随时间变化的煤矿井下环境,满足井下自适应定位要求。     

基于动态时间规整距离指纹匹配的Wi-Fi网络室内定位算法

Wi-Fi网络中常规的基于指纹匹配室内定位算法面临信号时变现象或人为干扰的影响,导致定位精度不高。为此,提出基于动态时间规整（DTW）距离相似性指纹匹配的Wi-Fi网络室内定位算法。首先,该算法将定位区域的Wi-Fi信号特征按照采样的先后顺序转化为时间序列类型指纹,通过计算Wi-Fi信号指纹动态时间规整距离的大小来获取定位点与样本点的相似性;然后,根据采样区域结构特征,将Wi-Fi信号指纹采集问题划分为三类基本的动态路径采样方式;最后,结合多种动态路径采样方式增加指纹特征信息的准确性和完整性,从而提高指纹匹配的准确性和定位精度。大量实验结果表明,较瞬时指纹匹配定位算法,所提算法误差范围在3m以内定位的累积错误率：路径区域匀速运动提高了10%,变速运动提高了13%;开放区域交叉曲线运动提高了9%,S型曲线运动提高了3%。所提算法在实际室内定位应用中能有效提高指纹匹配的准确性和定位精度。     

基于卷积神经网络的室内指纹定位算法

随着无线网络和智能设备的普及,室内定位得到了迅速发展.在室内定位中,基于指纹的定位方法因为无需外部设施、抗干扰性强等优点逐渐成为研究热点.近几年深度学习的发展为提高指纹定位算法的精度带来了新的机遇.因此提出了一种基于CNN的指纹定位算法,使用卷积神经网络（convolutional neural network,简称CNN）来改进指纹库的构建.首先,在收集了CSI与磁场数据后,通过CNN对这些数据进行处理,将每个参考点处的CNN模型参数值用作为指纹.然后使用一种概率方法来进行最后的指纹匹配.实验结果表明,该定位算法比传统的指纹定位算法具有更好的鲁棒性和更高的定位精度.     

基于对数正态模型的二次匹配指纹定位算法

针对复杂室内环境WiFi信号不稳定导致指纹定位算法定位精度不高的问题,对AP选择、指纹库构建和定位算法进行研究,分别提出了基于对数正态模型的AP选择方法、RSSI虚拟指纹库构建方法以及基于对数正态模型的二次匹配指纹定位算法。在离线阶段,通过拟合对数正态模型对WiFi信号建模,筛选出最契合模型的AP并构建RSSI指纹库和虚拟指纹库。在线定位阶段,待定位节点在匹配RSSI指纹库的基础上,利用AP的契合度修正欧氏距离相似度,找出相似度更高的指纹点,初步确定待定位节点区域,接着二次匹配虚拟指纹库进行精准定位。实际环境实验结果表明,本文提出的方法突出了不同AP设备对定位造成的影响,能减少离线阶段指纹采集的工作量,有效的提高了定位精度。     

基于经验模态分解的室内指纹定位算法

WiFi信号的波动问题是影响指纹定位精度的主要因素之一,针对该问题设计了基于经验模态分解（EMD）的室内指纹定位算法,利用EMD方法在保持信号原有特征的同时实现了平滑噪声的目的。同时,针对传统的加权K最邻近（WKNN）算法在参考点数量大、指纹特征维度高时存在的计算量大、定位实时性低的问题,采用Ball Tree的近邻检索方法优化指纹匹配阶段的数据查询结构,提高了指纹匹配的速度。实验结果表明：相较于常用的传统WiFi指纹定位算法,所提基于经验模态分解的室内指纹定位算法可获得17%以上定位误差的改善,同时指纹匹配耗时减少了45%左右,有效提高了定位的精度与实时性。     

指纹特征规模研究

自动指纹识别系统是通过对指纹的特征(节点)进行匹配对比来实现识别认证的,识别的效果主要取决于指纹输入设备、特征提取和匹配算法.为了研究指纹输入设备和特征提取算法对识别精度的影响,在已知指纹特征位置分布的情况下,建立了指纹特征匹配的数学模型,通过计算两枚指纹匹配的概率,引入了指纹特征规模的概念,它是对指纹输入设备和特征提取算法的一个综合评价.最终得到结论:若节点匹配的数目不变,可以通过降低指纹的特征规模,来提高识别精度;若系统的特征规模不变,可以通过增加节点匹配的数目,来提高系统识别精度.     

基于LoRa指纹的室内定位算法

在基于LoRa的室内定位研究中,提出一种基于LoRa指纹和支持向量回归(SVR)的室内定位算法。针对传统基于无线信号RSSI指纹和SVR室内定位算法定位精度不高问题,从两个方面进行改进:在指纹特征方面,增加LoRa测距指纹,提高指纹稳定性;在指纹数据库建立和在线定位过程中,分别采用高斯滤波和中位数滤波来对指纹进行预处理,消除指纹的粗大误差。实验结果显示:1 m以内的定位误差的累积概率为78.5%,3 m以内的定位误差的累积概率为90%。增加LoRa测距指纹之后定位精度相比之前提高了40%;增加了高斯滤波与中位数滤波预处理后定位精度较传统的支持向量回归算法提高了38%。两个方面改进之后定位精度总体提高63%,证明了该算法的两个改进是有效的。     

基于移动众包的地磁传感器阵列室内指纹定位技术

针对有源的室内定位技术应用场景局限,布置设备成本高昂的现状,提出了一种无源高效的基于移动众包方式的地磁指纹定位技术。创新地提出了基于传感器阵列的地磁指纹采集与匹配方法,通过移动众包的方式来解决指纹采集更新工作量大、专业性强的技术适用性难题。通过基于核模糊C均值地磁指纹聚类算法训练离线指纹库,在20次重复实验的情况下,地磁指纹定位平均定位误差为1. 87 m,90%的定位误差小于3 m,较地磁线图匹配算法定位精度及性能均有较大的提升。     

基于双阶段位置修正的室内定位算法

WLAN指纹定位技术已经成为室内定位领域的研究热点，但空间环境变化易导致传统定位算法精度降低。针对此问题，提出基于双阶段位置修正的室内定位算法。分析空气介质电导率变化对RSSI的影响，以传统算法的定位结果作为初始位置，首先利用K邻近法（KNN）构建初始位置指纹映射；在此基础上，利用多维标度法（MDS）计算离线、在线阶段的用户间相对位置修正值；最后，利用双阶段位置修正值对初始位置进行优化，得出最终目标位置。实验结果表明，该算法能够有效应对环境变化，修正定位结果，传统算法经其优化后平均误差均有10%以上的降低。     

四轴飞行器平台的WiFi室内定位系统研究

在无人机应用过程中一般使用GPS进行定位,然而在室内情况下,由于受建筑物的影响无法使用GPS.因此,设计了一种在四轴飞行器平台上基于位置指纹算法的 WiFi室内定位系统,以此来解决无人机的室内定位问题.针对WiFi信号强度易受环境影响问题,在数据采集过程中添加了Kalman滤波以改进位置指纹算法.实验结果表明,改进后的算法在定位精度上有了一定提高.     

萤火虫算法优化支持向量机室内定位研究

针对室内定位指纹库匹配冗余信息多造成定位浮动大,且数据库中样本数过多定位时效性差等问题,提出一种基于萤火虫算法FA优化支持向量机SVM的室内定位算法FA-SVM。利用奇异谱分析SSA预处理数据去除噪声,通过萤火虫算法优化支持向量机参数,建立室内定位回归模型。实验结果表明,相对于目前其它室内定位算法,FA-SVM算法收敛速度快,提高了室内定位精度和稳定性。     

基于多信号源融合的室内定位技术方案探讨

随着社会的发展,室内定位越来越重要。在室内定位技术基本原理的基础上,衍生出了多种技术方案。文章先讨论了当前主流的室内定位技术,然后提出一种基于Wi-Fi信号位置指纹技术和行人航迹推算技术相结合的室内定位系统,同时引入KNN算法、扩展卡尔曼滤波算法,提高了室内定位精度。     

基于改进粒子滤波的室内自适应定位算法

精确的室内定位系统具有重要的研究及应用价值。由于GPS在室内受到很多约束条件而无法提供精确的室内定位服务,如何提高室内定位算法的精度已经成为当前研究的热点。通过提出一种基于改进粒子滤波的室内定位算法以减少室内环境影响来提高定位精度。该算法主要思想是通过手机等移动设备接收AP传播的信号,然后根据室内拓扑建立一个信号衰减模型,在移动设备的移动过程中结合粒子滤波进行定位。在定位过程中,移动设备采用自适应的信号采集方法来接收信号,同时随机游走思想和自优化的重采样方法被用来改进粒子滤波。仿真实验结果表明该算法能够有效提高室内定位的精度和鲁棒性。     

基于双重匹配位置指纹的室内停车场定位方法

为了提高室内停车场的寻车效率,提出了一种基于双重匹配位置指纹的室内停车场定位方法.该方法在加权K邻近算法基础上,利用RSSI值得出用户坐标,融合数据过滤算法与格点对应算法,以降低算法的定位误差,并采用双重数据库方法提高定位效率.实验采用均方根误差与累积分布函数两种指标对比了WKNN算法、过滤WKNN算法、格点WKNN算法与本文算法,实验结果表明本文算法具有较高的定位精度.     

基于室内指纹定位的优化算法

针对室内环境中WIFI信号强度易受外界干扰,其不稳定性使得在指纹数据库中进行匹配时准确性较低,定位精度不高的问题,提出一种基于室内指纹定位的优化算法。该算法分别对指纹数据库和匹配算法进行优化。数据库优化采用限幅和滑动平均滤波进行预处理,并根据室内环境分配采样点所属区域ID,构建多维指纹数据库;匹配算法优化首先根据SVM对待定位点分类,获取其对应的区域id,再将欧氏距离、曼哈顿距离和切比雪夫距离三者结合得到位置估计。最后,结合PDR算法将得到的步长与航向角一同进行粒子滤波实现定位。实验表明:本文的算法将定位精度提高了13.92%。     

一种新的基于RFID的室内移动机器人自定位方法研究

针对室内移动机器人自定位算法定位精度不高、定位误差存在波动的问题,提出了一种RTFL(RFID tag floor based localization)定位算法与RSSI定位算法相结合的室内移动机器人自定位方法。由RTFL定位算法给定机器人位置估算初值和机器人所在的范围,然后通过基于RSSI的机器人自定位系统进行机器人位置的进一步精确定位。求解过程中,通过遗传算法求解极大似然方程组,并且提出了染色体的筛选和剔除策略。仿真实验结果表明：该方法在有效的时间内完成定位,平均定位误差为0.1572m,与传统的改进方法0.33214m的定位误差相比,降低了近一倍。并且新方法受环境影响较小,鲁棒性较好,能够很好的满足室内移动机器人的定位要求。     

一种基于插值的室内指纹定位系统设计与实现

由于室内环境的复杂性,无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Networks)室内定位的精度一直不够理想.本系统在测距定位算法和非测距定位算法的基础上,提出了基于信号强度RSSI(Received Signal Strength Indication)的指纹定位方法.该方法利用Cokriging插值算法建立定位区域的多维RSSI向量指纹,通过匹配目标节点的RSSI向量与指纹RSSI向量确定目标节点的位置范围,最后使用K-中心点聚类算法提取目标节点的实际位置.实际场景实验和仿真实验结果都表明此方法在复杂的室内环境中具有较高的定位精度.     

参考点对WiFi位置指纹算法的影响

随着室内定位技术的发展,WiFi位置指纹定位算法得到了人们的广泛关注,主要探讨了参考点数量与参考点间隔对于算法精度的影响.采用Matlab软件对位置指纹算法分别在实验环境和模拟环境中进行了仿真,通过实验数据得出随着参考点数量的增加,KNN与WKNN算法定位精度差不断减小,参考点数量越多,后改进的WKNN算法相比于KNN算法的定位精度提高的也越来越小,基本无明显差别.参考点数量越多计算越复杂,采用白化的K-Means聚类算法提高计算效率和定位精度,对参考点间隔对于定位精度的影响进行了实验,得出定位精度并不是参考点间隔越小越精确,而是在1.5m左右的间隔为佳.     

基于WiFi的指纹匹配算法在室内定位中的应用研究

快速、准确地建立目标测定的接收信息强度(RSS)与指纹数据库的匹配,是提高指纹定位算法性能的关键。提出一种基于指纹簇匹配算法,以缩小搜索范围,优化搜索路径,通过减少搜索数目及计算量,达到快速、准确完成匹配的目的。考虑不同簇形对定位性能的影响,采用4组实验对算法的快速性、准确性进行评估。 实验结果展示在保证定位精度的同时,指纹簇算法较传统算法至少减少了60%的搜索数目,并验证得出蜂窝簇形的性能是最优的。