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1、,室内定位系统 的原理及算法,胡晴,2,室外定位系统GPS得到广泛应用，由于障碍物的遮挡GPS就不能很好地发挥作用。现在室内定位主要用红外线、射频、超声波。,例如：光电二极管一般感应红外信号,室内定位系统的背景,3,室内定位领域的四个挑战,定位性能,成本及复杂度,安全性,定位性能,最重要的性能是定位准确度（通常表现为误差距离）,其它重要性能包括：延时、系统容量、覆盖面积、可测量性。,成本和复杂度成本来源：,额外基础设施、 带宽、 容错能力、 可靠性、 部署技术,系统复杂度和系统定位准确性之间的折衷，最终决定了系统的总成本。,应用需求,可以是上述各种衡量标准的组合,安全性,定位位结果必须只有那些
2、具有认可权限的设备才能获取的显示。,Click to add Title,Click to add Title,Click to add Title,Click to aitle,Click to add Title,限制技术：覆盖区域、可用带宽、干扰、安全、成本等。适于室内定位信号:红外线、电磁波、超声波,基于超声波定位技术基于红外线的定位技术基于超宽带的定位技术射频识别定位技术,根据处理技术分类,角度,信号强度衰减,距离,AOA、TDOA 用简单的几何关系,指纹定位系统,特点,不需要其它的硬件设备多径效应基于软件的定位,两个阶段：,几种室内定位系统,第一代室内定位系统: The Activ
3、e Badge location system,sensor,MS,红外线,central server,优点： 功耗极低 可以做到很小的体积,缺点：,精度不够高,过程复杂，延迟时间过长,它的传感器网络是采用的有线连接,第二类:Active Bat,基于：射频、超声波 精度：95% 9cm,第三类：Cricket location-support system,室内环境特点,显著特点:多径效应另一个重要因素：人体 另有干扰源:温度、空气运动、运行在相同 频率的设备,距离和角度多用于室外的视距信道，在室内由于物体和墙壁的作用会引起反射，遮挡，另外发送接收之间的距离很小、时间很短不易测量。,指纹位
4、置定位,电波特性 位置指纹,唯一性,与信噪比相比较，接收信号强度有着更强的位置相关性，因为前者中的噪声部分，在自然环境中有着很强的随机性。,每个位置接收信号强度平均值,各个位置组成数据库,样本,算法,最近邻（NN） 神经网络 概率方法 向量机械法,计算方法,最近邻法,指纹 位置待测位置样本,第i个位置接收各个方向信号强度,可求信号空间广义距离,选取最小距离对应的数据库矢量，以其所代表的位置坐标作为结果输出。,额外信息定位,除上述介绍的NN方法外还有另两种类似算法,KNN：定位结果可以是这k个最近邻居的坐标值的平均值,WKNN: 对每个紧邻坐标权值平均作为定位结果,实验证明：,小的k值能够小幅的提高定位精度，而大的k值会提高位置估计的错误率。,当k8时，定位系统的性能会变差。,概率算法,对于每一个位置L估计一个似然函数P(F|L),在一个位置指纹取n个样本求接受一个AP的似然函数,取A的坐标作为定位结果,满足条件,
