基于卡尔曼滤波的室内定位方法与应用研究文献综述

 2021-10-27 22:12:40

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1.1相关背景近些年来,随着智能设备和移动互联网技术的快速发展,大众对基于位置的服务(Location-based Service,LBS)的需求也在迅速增加,LBS在如今的各行各业中也受到了很高的重视,而准确的位置信息是开展 LBS 的前提。

目前,在室外环境中,依靠全球定位系统(global positioning system,GPS)信号,已经可以实现比较精准的室外定位。

然而在实际生活中,人们在室内的时间远远大于在室外的时间,但是在室内环境中,由于室内的复杂环境对GPS信号的屏蔽而产生的信号衰减,使得基于GPS的室内环境的精确定位得不到实现。

为满足室内基于位置的服务的需求,就需要采用合适的、能在室内复杂的环境中部署的相关技术来实现室内环境的精确定位。

因此,国内外许多专家学者在室内定位领域中进行不断的摸索实验,开发了众多的可行的室内定位技术,比如红外线、Wi-Fi、蓝牙、超宽带(ultra-wideband,UWB)、射频识别(radio frequency identification,RFID)、惯导(inertial navigation system,INS)等,实现了室内定位的功能,为广大室内用户提供了室内位置服务。

在如今的许多室内环境中,如地下停车场、工厂的生产车间、办公大楼内等等,由于墙壁、桌椅、室内人员扰动等多种复杂因素,导致室内定位的精度受到影响,使得定位误差偏大,依旧不能完全满足用户对室内位置服务的需求,因而,在当下通过各种研究手段在不消耗过多成本的前提下提高室内定位的精度成了重要的研究方向。

比如在基于外置信源的室内定位技术中,通过卡尔曼滤波的方法来对室内定位系统过程进行滤波处理,能够有效滤除定位过程中的信号发生的突变,使得定位精度有着明显提高,从而更好地适应室内环境。

而多数研究人员对于卡尔曼滤波的应用只是局限于在室内定位系统过程中的某一环节的一次应用,如果可以将卡尔曼滤波多次应用于同一步骤,则定位精度或许会继续提高。

1.2研究现状iBeacon技术是2013年9月苹果公司在苹果开发者大会上推出的一项主要用于现代网络服务连接以及区域定位的技术,它是基于蓝牙4.0的一种技术,其具有低功耗、长距离、低成本、应用广、已部署等特点。

相比于WLAN信号,蓝牙信号在室内环境中有更好的抗干扰性和更远的传输能力,现已被广泛应用于室内定位技术。

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