四軸飛行器平臺的WiFi室內定位系統研究

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(武漢紡織大學 數學與計算機學院，武漢 430200)

引 言

近年來隨著信息技術和電子技術的不斷進步，無人機得到迅猛發展[1]。其中固定翼在軍用中使用比較多，民用中多旋翼[2-3]應用比較廣泛。然而在無人機應用過程中，定位是一個比較重要的問題。在室外，無人機一般都是使用GPS定位，基本上可以滿足應用要求。在室內，由于受建筑物的影響,GPS信號衰減比較嚴重，需要另外一種室內定位方法[4]。目前室內定位方法有：紅外定位、超聲波定位、射頻識別(RFID)定位、WiFi定位[5-6]、藍牙定位、超寬帶(UWB)定位[7]等，不同的定位方法有各自的優缺點。隨著WiFi熱點的越來越普及，WiFi信號基本上無處不在，利用現有的WiFi網絡進行室內定位可以極大地減少定位的設備成本。其它的室內定位方法都需要架設專門的定位網絡，維護也需要專業人員。

因此，本文選取的方法是WiFi室內定位。在WiFi定位方法中又分為基于信號強度(RSSI)的定位、基于信號角度(AOA)的定位和基于信號時間(TOA和TDOA)的定位[2-4]。AOA的定位對WiFi熱點的位置有較高要求，而基于TOA和TDOA的定位對WiFi發射方和信號接收方的時間同步有較高的要求。所以本文選擇的是基于加權的K值最鄰近法(KNN)的位置指紋定位方法[8-9]。使用位置指紋定位方法對WiFi的發射方和接收方都沒有什么特殊要求，不需要通過信號傳播模型來確定RSSI與距離的映射關系，這在很大程度上降低了定位難度，但是定位精度較低。所以本文將Kalman濾波[10-12]應用于數據的采集過程中，以提高位置指紋定位的精度。……