基于电源线和位置指纹的室内定位技术.pdf

第36卷第12期
电子与信息学报
2014年12月
Journal of Electronics &Information Technology
Dec.2014
基于电源线和位置指纹的室內定位技术
何坚万志江刘金伟
(北京工业大学软件学院北京10012
(北京工业大学信息中心北京10020)
摘要:该文提出将室内环境不可或缺的电源线作为天线,通过在电源线上注入宽带高频信号构造室内空间的位置
指纹,进而实现室内空问精确定位。首先介绍了电源线上宽带高频信号注入模块的实现技术,以及室内空间位置指
纹的构造方法:其次,介绍了基于朴素贝叶斯分类算法的室内定位原理:最后,通过实验分析证明在多训练样本情
况下,基于朴素贝叶斯分类算法的定位算法比基于K最邻近点(KNN)分类算法的定位算法有更好的定位准确率和
时问迁移适应能力。
关键词:室内定位;位置指纹;朴素贝叶斯分类算法;K最邻近点
中图分类号:TP391
文献标识码:A
文章编号:1009-5896(2014)12-2902-07
DOI:10.3724/SP2.J.1146.2013.02022
Indoor Positioning Technology Based on
Powerline and Location Fingerprint
He Jian
Wan Zhi-jiar
Liu Jin-wei
School of Software Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China)
(Information Center; Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
Abstract: The power line being indispensable under indoor environment is firstly introduced to be as the antenna
which widcband high-frequency signals are injected into it to obtain the location fingerprint so as to achieve precise
indoor positioning. Firstly, the realization technology about the injection of the wideband high-frequency signal
analysis is proposed, and the construction method of the indoor location fingerprint is deeply described. Meanwhile
the indoor positioning technology based on the naive Bias classification algorithm is discussed at detail. Finally,
the experimental analysis shows that the positioning technology based on naive Bayes classification algorithm has
higher positioning accuracy and better adaptive ability of time migration than the positioning technology based on
K-nearest Neighbor(KNN classification algorithm, in the case of multiple training samples
Key words: Indoor positioning; Location fingerprint; Naive Bayes classification algorithm: K-nearest Neighbor
(KNN
1引言
差在2m以内叫。国内,浙江大学提出了综合房间
自1992年AT&T公司的 Cambridge实验室开
级(10m)与办公室格间级(1~2m)两种不同精度的
发出室内定位系统 Active Badge?以来,研究人员
定位解决方案,并开发了 INEMO系统5。国防科学
直致力于室内定位技术的研究。其中,微软研发了技术大学利用接收信号的强度指示(RSSI)值估算
基于接收信号强度 Radar原型系统,其定位目标结网络中各节点位置间的几何约束关系,将定位问题
果中90%的误差在6m以内2;麻省理工学院基于转化为非线性最优化问题并取得较好定位效果同。香
超声波和信号到达时间差原理开发了 Cricket系统,
港科技大学采用射频识别(RFID)技术开发的
系统的节点间测距范围在0~10m,校正后误差在5 LANDMARC系统通过调节目标发射功率级別来
cm以内即;哈佛大学基于无线传感器网络开发的非估计距离远近。东北大学采用混沌动力学原理开发
集中式定位系统 Mote Track,定位结果中80%的误
的定位方法具有计算量小、定位精度高的特点。
概括起来,已有无线室内定位技术有的需要基站与
2013-12-25收到,2014-04-15改回
感知节点之间精确同步,有的需要感知节点携带昂
因家自然科学基金(6104009,、北京市自然科学基金(410200和.北贵无线信号收发设备,对终端设备要求较高,且影
京市教委科研计划(KM20121000502)资助课题
响室内环境美观。因此,研究人员开始探索利用家
*通信作者:万志江wandan@gmail.com