无线室内定位系统软硬件平台设计及实现开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

一、研究背景及目的意义

1.1研究背景

日常生活中,我们常用的手机导航,汽车导航大多数使用的是GPS导航系统,这在室外条件下使用是高效、便利的。但是在室内条件下,这一系统却显得力不从心,原因在于,针对室外的GPS定位服务要求待定位点与轨道卫星之间保持可视性,但当待定位点处在室内环境条件下,这种可视性被打破,导致定位效果不是很好[1]。另一方面,室内环境条件相对复杂,对信号产生干扰、反射、吸收等物体较多,这将导致传统的室外定位系统在实际应用中的效果不是很理想[2]。与之相应的导航系统方面也会逐渐加大了对室内定位技术的需求,以发展室内导航[3]。由此看来,室内定位的技术还有很大的发展空间。成熟的室内定位技术将给人们生活带来极大的便利,比如在大型超市中,通过获得消费者位置信息和商品位置信息,可以实现智能导购;在医院可以对病人、医护人员进行监 管,提高救治效率;在博物馆展会对游客实现智能导游等[4]。目前也有很多室内定位技术已经发展,依据数据采集方式及感知环境参数方式的不同,业界研究人员将这些室内定位系统分为八类,分别是基于红外线技术的室内定位系统、基于超声波技术的室内定位系统、基于无线局域网的室内定位系统、基于超宽带技术的室内定位系统、基于蓝牙技术的室内定位系统、基于电磁感应的定位跟踪系统、基于计算机视觉技术的定位系统以及基于射频识别技术的室内定位系统[5]。考虑到实际应用中的实现成本、精确度要求、稳定性要求等因素,室内定位技术还需不断探索和深入研究,以求找到理想的实现方案。

1.2 室内定位研究现状

近些年来,有关室内定位的相关研究,很多国内外大学、研究所等都开展了相关研究工作,其中代表性的有微软的 RADAR 系统,麻省理工研发的 Cricket 系统及奥本大学研制的 ARIADNE 系统等,常见的技术包括基站定位技术,RFID定位技术,UWB定位技术,WiFi定位技术,视觉定位技术等[6]。国内也在室内定位方面有一定的发展,研究超宽带定位的唐恩公司和程度无线龙通信科技公司等[3]。基于不同技术的定位方案,所采用的定位算法也有所不同。如基于RFID、UWB、WiFi,Zigbee等,所采用的传统定位算法有三角定位,MEMS定位,指纹定位,模式识别,融合定位等。基于计算机视觉的室内定位方案,其定位可以通过非传统算法实现,我们可以通过目标检测算法获取像素坐标,利用摄像头标定和坐标系转换来获得实际坐标的方式实现室内定位。

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