谢 地, 鲁照权, 丁浩峰, 尤海龙, 陈 龙, 苏明明

(合肥工业大学 电气与自动化工程学院,安徽 合肥 230009)

0 引 言

随着经济的高速发展以及人力资源成本的大幅度提高和智能制造技术的快速上升,基于位置的服务和位置感知的计算在实际应用中越来越重要[1]。室内导航在地下停车场、商场、医院等场所的应用十分必要,而现有的全球定位系统(global positioning system,GPS)导航在室内又无法应用。所以,高精度室内定位系统很有必要。室内定位与导航使人与物之间构建了空间关系,使人们的生活更加便捷。

目前主流的定位技术有WiFi、蓝牙、超宽带(ultra wide band,UWB)、超声波等。WiFi定位的抗干扰性一般,部署难度中等,成本较低,定位精度达到米(m)级;蓝牙定位的抗干扰性一般,部署难度较低,成本一般,定位精度达到分米(dm)级;超宽带定位的抗干扰性强,部署难度高,成本较高,定位精度达到厘米(cm)级;超声波定位的抗干扰性强,部署难度低,成本较低,定位精度达到cm级[2]。

从20世纪末开始,国内外的很多高校、研究机构及公司就针对不同的应用背景开发了种类繁多、实现原理多样的室内定位系统。2010年1月,美国俄亥俄州州立大学医疗中心安装了一套当时美国最大的医疗实时定位系统[3],即Ekahau系统。Ekahau是根据WiFi信号强度,采用位置指纹算法的定位系统。部署成本低,定位精度可达2～5 m。Active Badge系统是一种以红外线为传媒介质用近似算法的室内定位系统,定位精度一般以房间为单位。Active Bat系统是一种采用到达时间(time of arrival,TOA)法进行定位的超声波室内定位系统,能够在95 %的情况下将定位误差控制在9 cm以下[4]。……