智能养老院室内定位算法及应用研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiekoala
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
智能养老是应对人口老龄化和解决社会养老问题的重要途径。近年来无线技术不断发展与成熟,为智能养老精细化服务提供了契机。基于位置信息的老人定位识别、物联网信息融合、态势分析等使室内定位技术成为高端智能养老服务中的必不可少的环节。而基于无线信号的室内定位技术由于具有设备简单、成本低、安全性好等优点在室内定位系统中将得到日益广泛的应用。高精度、鲁棒性强的定位算法是养老院定位的基石,本文主要通过算法的改进来实现高精度室内定位,以保障定位在养老院的应用实施。  本文介绍了室内定位技术在智能养老中的重要作用及其发展情况,确立了基于ZigBee实现智能养老室内定位的方向。首先详细介绍了ZigBee无线通信技术与室内定位方法,并简述了室内定位性能分析方法;然后对基于RSSI的测距算法进行研究,分析了无线信号传播模型,针对不同复杂度的监控环境采用不同测距方法,并提出了一种自适应的序贯测距算法。再根据测距定位算法实现目标跟踪,并改进了交互多模型跟踪算法;最后将室内定位技术运用到养老院定位系统中。本文的主要工作和创新点如下:  (1)针对信号接收强度在LOS/NLOS混合室内环境中易受到影响而造成信号强度不稳定、定位精度低等问题,本文提出一种自适应的动态测距室内定位算法,采用节点RSSI建立动态测距模型,实时更新模型中环境参数来适应LOS传播和NLOS传播的变换,利用改进的代价参考粒子滤波进行测距,再根据最小二乘法计算目标位置。仿真和实验结果表明,算法适应复杂环境,提高了定位精度,满足智能养老院室内定位需求。  (2)针对由于目标运动状态随时间变化造成检测结果不稳定,采用单一运动模型导致目标运动状态估计出现偏差的问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的SIMM室内跟踪算法,建立多个运动模型,采用交互多模型自适应切换各模型来实现跟踪。本文利用参数可调的Sigmoid函数重新调节模型交互时的融合概率,在模型匹配模糊时增强模型识别度,提升了模型切换灵敏性与响应速度,能有效地提高跟踪效果。  (3)针对养老院的定位需求,本文实现了基于ZigBee的室内定位系统框架下的人员位置信息服务,并对系统定位功能进行了测试。实验结果表明,系统定位效果良好,轨迹跟踪可靠,可实时返回老人位置信息、有效处理紧急求助等情况,为养老院管理提供了可靠的位置信息服务。该服务支撑养老院的管理信息系统,经过实际运营,获得了用户的认可。
其他文献
该课题阐述了OFDM/CDMA系统的基本原理,分析了在瑞利衰落信道下系统的抗多径干 扰的能力,并与RAKE接收机的性能进行对比,可以看到,通过合理的设计,其性能可以超过RAKE接收机.
无线电传播信道被广泛地认为是最恶劣的通信通道。对无线衰落信道的建模与仿真是通信系统设计中的一个重要的问题。瑞利衰落和莱斯衰落是无线通信中使用最为广泛的小尺度模型
脉搏是人体重要的生理特征之一,是由心脏周期性的收缩和舒张引起的,它综合了心脏、动脉管弹性和血液体积、粘度等信息,可作为诊断心血管类疾病及其恶劣程度的指标。近年来随着传
车联网技术可以保障道路安全,提升交通效率,并为乘客提供互联网接入服务。然而由于车辆节点的移动特性以及车联网复杂多变的传输环境,降低了通信链路的稳定性和传输效率。协作传
随着无线接入设备以及数据业务呈指数增长,移动通信网络的频谱资源日益稀缺,各种无线接入技术之间共享频谱资源成为了一种解决移动通信网络频谱资源稀缺的有效方法。作为一种将
直接序列扩频通信是扩频通信中具有发展前途的通信方式,它具有较好的抗干扰性等优点.电力线通信是近年迅速崛起的一门通信技术,具有网络覆盖资源广阔、投资建设成本低廉等优
随着半导体技术的发展和网络技术的普及,各种智能设备在大众生活中普及开来,消费者对短距无线通信小型化、低成本、节能化、高速化等多方面的需求在这样的背景下与日俱增,超
数字视频的巨大的数据量,使得视频信号一般以压缩码流的形式存储和传输.压缩视频流的处理有两种方案:一是解码--空域处理--再编码方案也称像素域处理方案;二是压缩域处理方案
虽然传统波长路由光网络有很多优点,但是其资源分配粒度大导致资源利用不充分,针对这一问题人们提出了频谱分片弹性光网络的概念,根据用户请求的数据速率和流量需求给端到端
人脸识别是实现人机自然交互的一个重要环节.人脸检测与识别是智能计算机多模态接口(Multi-modal)的一个组成,要使计算机具有听、说、读、写的能力,图像的自动识别问题必须解