基于可穿戴设备的室内定位

安徽理工大学电气与信息工程学院 杨东东 洪 炎 黄国维 戴海祥

基于可穿戴设备的室内定位

安徽理工大学电气与信息工程学院 杨东东 洪 炎 黄国维 戴海祥

随着科技的不断发展，可穿戴设备的不断涌现，利用可穿戴设备实现定位已经成为一种流行的定位方式，本文通过传统的三边定位的原理，结合可穿戴设备的特点，提出了基于可穿戴设备的室内定位系统，同时增加时钟同步模块来减小误差，与传统的定位相比精确度高，更能顺应现代社会的进步。

可穿戴设备；定位；三边定位；时钟同步模块

随着现在社会的不断发展，越来越多的高层建筑不断涌现，本文主要针对高层建筑提出了一种新的定位方法。同时伴随无线网络的广泛使用，基本所有的现在智能小区都已经接入了无线网，而各种无线路由器的使用，也为可穿点设备的定位提供了可能。本文提出在可穿戴设备内的WiFi模块，通过在大楼外部部署WiFi接收信号，从未实现对人员定位。

原理简介：

三边定位是指距离未知节点的三个圆相交于一点，三圆的交点就是未知节点的坐标。已知节点（信标节点）坐标（xi，yi，zi），未知节点坐标（x，y，z）(1＜i＜N),N为信标节点个数。

TDOA(基于时间到达差)，两个不同信号在空气中的传输速率不一样，通过时间差可以计算传输路径的距离。

其中D是未知标节点和接收节点之间的距离，V1.V2是指在空气中信号的两种传输速率，T表示两个接收节点接收到的信号的时间差。

同时我们知道要写实现定位需要部署多个信号接收器，且保证信号之间的发送尽可能保持同步，为此本文添加了时间同步模块，尽可能保证两个信号的发射保持同步，从而来减小定位误差。

图1 信标节点个数

图2 信标节点个数

由图1可知，随着信标节点的个数不断增加，定位误差会越来越小，但是信标节点的不断增加则会导致运算的复杂度不断增加，所以要平衡计算复杂度和定位精确度。由图二可知，本文提出的算法相对于传统定位方法可以明显减小定位误差，而且有效结合现在比较流行的可穿戴设备，这为以后的定位提高了一个新的思路。

[1]陈剑秋.群体移动场景下可穿戴设备的定位方法的研究[D].北京交通大学,2016.

[2]庄晓燕,王厚军.基于卡尔曼滤波器的IEEE 1588时钟同步算法[D].电子科技大学,2012.

[3]岳丽娜.基于信号强度的WIFI室内定位算法研究及系统实现[D].西安电子科技大学,2015.