android 室内定位方法,基于Android的室内定位

本文介绍了使用kNN算法和粒子滤波进行Android室内定位的方法。通过计算WiFi信号的相似度来确定位置概率,解决节点数量不一致导致的精度问题。项目实施中遇到Android编程挑战和算法选择,目前仍在寻求优化方案。

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室内定位这项目已经接近尾声,算法采用的是用kNN计算当前wifi信号和数据库的相似度。将这个相似度作为权值, 用粒子滤波器计算当前所在位置的概率。

目前的方案是:

首先计算当前位置的的RSSI向量和数据库中所有的RSSI向量做对比,这个距离的计算是要将测试集某一个AP的RSSI值减去数据库中对应的AP的RSSI值。

因为之前每个position,每个direction记录了30条数据,就是相当于一个position有120条数据(每个position有4个direction),对于这些数据,我们都有一个关于当前wifi信息和这些数据的距离。对于每个position和每个direction,我们求得到所有的距离的平均数,保存下来。

在空间中随机生成均匀分布一些粒子,粒子包含的信息是(position, direction). 假设有10个position, 每个position 有4个direction, 这样就是可以总共至少有40个粒子,每个粒子带着他们各自的方向和位置。然后先对这些粒子加上一个概率,每个粒子携带的概率都是1/N, N表示总共生成的粒子的数量。

之前求得的每个position和每个direction的距离,将这个距离放到一个高斯函数中,就是距离越小权重越高,距离越到权重越低。

将得到的权重乘以之前每个粒子的概率,得到一个新的概率分布。对于新的概率分布,由于总和不再是1,对此我们要再次对每个粒子的概率除以他们的总和。

对于新的概率分布,我们再随机抽取N个粒子,意思是概率高的粒子容易被选到,概率低的粒子容易被忽略。并且将得到的粒子的分布显示在图像上。

这个项目做到现在困难重重,最后是否能有满意的结果还是未知数。在这

随着人们对基于位置的服务(Location Based Service,LBS)需求日益增大,以及无线通信技术的快速发展,无线定位技术成为了一个研究热点。人们在室外广泛使用目前较成熟的GPS,A-GPS等定位系统进行定位,但是在复杂的室内环境中,这些技术的定位精度不高,不能满足室内定位的需求。WIFI网络具有通信快速、部署方便的特点,它在室内场所广受欢迎.Android系统从几年前发布以来在智能手机操作系统市场占有率不断升高,成为目前使用最为广泛的智能手机操作系统,同时Android移动终端自身具备WIFI无线连接功能。指纹定位算法以其独特的优势减小了对室内难以精确定义的信号传播模型的依赖性,成为定位技术中的一个研究热点。基于此,本课题重点研究并改进指纹定位算法,设计实现基于Android的WIFI室内定位系统。 首先,通过阅读大量相关的文献资料,对比分析了当前国内外WIFI室内指纹定位技术的研究现状对其中涉及到的相关技术的原理和特点进行介绍分析,包括WIF1无线通信技术,室内无线定位技术以及位置指纹定位技术,并根据室内WIFI指纹定位技术的特征对定位过程中的影响因素进行分析。 其次,根据前面提到的定位过程中的关键影响因素,介绍了对应的解决方案。分析与研究了几种典型的指纹定位算法,包括最近邻法(NN).K近邻法(KNN)、K加权近邻法(WKNN),并提出算法的改进方案,使用MATLAB软件进行算法的仿真分析,寻求其中的最佳参数值以及定位性能差异。通过分析几种算法的性能仿真结果,拟定了基于最强AP法的改进算法作为定位系统采纳的算法。 然后,通过对基于Android的WIFI室内定位系统的需求分析,提出了一种基于Android 的WIF1室内定位系统设计方案。接着介绍了定位系统软件开发环境,并设计了定位系统总体架构,以及定位系统的各个功能模块。在各项设计确定以后,采用JAVA语言编程实现定位系统的各项功能。 最后,搭建了WIFI室内定位实验环境,使用完成的室内定位系统结合硬件资源,在实验环境下,进行离线阶段创建数据库以及在线阶段的定位测试,并记录呈现在定位客户端上定位结果,分析对应的定位性能.
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