基于RFID的环境自适应室内定位方法研究

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位置感知技术一直以来都是广大学者所关注的重点,特别是随着物联网(IOT,Internetof Things)及基于位置服务(LBS,Location Based Service)技术的迅速发展,越来越多的用户将位置感知技术融入到自己的日常生活中。传统的位置感知技术可分为室外感知和室内感知,室外位置感知中GPS基本满足了不同用户的需求,而在室内应用中由于现有的室内定位技术在成本、精度、效率及环境适应能力等方面与应用需求存在一定的差距,因此受到了广大学者关注。  本文首先介绍了典型室内定位方法及相关技术,分析了影响定位精度及效率的诸多因素,以经典LANDMARC方法为基础,基于区域划分思想,提出具有环境自适应性的RFID室内定位方法体系,该体系包括定位环境布置方法和定位方法两部分。  针对RFID室内定位设备的布置及定位区域的划分问题,引入区域可分辨性、递归划分、区域扩张及细化等概念,对定位区域划分的形状、方法以及粒度等进行了深入分析,提出了基于等腰直角三角形的划分及布置方法,并进行了实验分析,结果表明该方法可以有效提高定位精度,降低计算复杂度。  在上述定位设备布置及定位区域划分基础上,提出了环境自适应RFID室内定位模型,包括:  (1)基于投票机制的子区域确定方法;  (2)具有自适应性的路径损耗模型;  (3)基于区域划分的虚拟参考标签设置方法;  (4)自校正K近邻标签选择方法;  (5)定位结果的误差补偿方法。  通过上述方法,可以减少冗余数据,提高算法性能,避免了对冗余读写器及标签的分析和计算,纠正了近邻标签选取时的偏差,同时增强了算法的环境自适应能力,使得定位精度得到了提升。通过大量的仿真实验表明本文方法精度和稳定性优于经典算法,特别是在低标签密度的复杂环境中,该方法的精度及效率得到了显著提高。  最后,论文在真实环境中对本文方法模型进行了验证,结果表明本文方法在精度上要优于典型的LANDMARC和VIRE系统,定位误差比LANDMARC和VIRE分别降低了18.2%和10.8%,平均精度可达0.99m。
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