尽管科研人员对各主流定位技术进行了长时间深入的研究,并取得了不同的成绩,促使室内定位技术逐渐成熟,但单一技术手段仍不可避免地存在一定的局限性,为此,利用多种技术结合以克服单一技术缺陷的混合定位方法成为室内定位发展的趋势。国内外学者分别对不同的混合定位方法进行了研究,其中与惯性定位技术及与地磁定位技术进行融合的研究较为广泛。
惯性定位技术的稳定性及抗干扰能力较强,不依赖外部无线电信号发射设备,能够做到无源定位,但存在误差易累积、长时间定位结果误差较大的问题。李振宇[42]等人将惯性定位技术与红外定位技术相结合,利用环境中布设好的红外传感器对人体活动区域进行监视,以减弱利用惯性定位获得定位结果中不可避免的累积误差,同时利用惯性定位不受外部环境影响的特点解除了红外技术只能进行通视定位的局限,进而得到更为理想的应用效果。郁嘉宇[43]等人在惯性定位技术中引入超宽带技术作辅助,即将超宽带技术与惯性定位技术进行组合,在有效保留超宽带高精度定位的同时,解决了无线信号中断后无法定位的问题。与仅依靠超宽带进行定位相比,这种方法降低了室内定位系统的布设成本,抑制了惯性定位点的漂移,提高了定位系统的实用性。Christian Ascher[44]等人设计了适用于行人室内定位的UWB/INS(超宽带信号/惯性导航系统)紧耦合系统。任广海[45]等人对基于Wi-Fi和惯性传感器室内融合定位进行了研究,优化了位置指纹库结构。徐湘寓[46]等人将行人航位推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)与Wi-Fi定位技术结合来获取室内行人位置信息,利用无线路由器较为普及、布设成本低、惯性定位短距离定位精度高的特点,将两者进行融合,在定位精度和稳定性方面都得到了提高。(www.daowen.com)
地磁定位技术依靠室内空间的地磁异常进行定位,具有不需要设置信标的特点,克服了无线定位时信号受建筑物阻碍而受到较大干扰的问题。但仅基于地磁进行定位,往往存在地磁指纹匹配效率低、定位结果不唯一等缺陷。李思民[47]等人提出了PDR和地磁融合的室内定位方法,优化了地磁定位匹配时存在的模糊解问题。宋镖[48]等人使用惯性导航对地磁定位进行辅助,利用惯性导航的粗定位有效提高了地磁匹配效率。闫大禹[49]等人在地磁指纹匹配定位的基础上与气压计进行结合,通过测定气压进而获取物理高度信息,实现了平均误差在2 m的室内三维定位。顾青涛[50]等人将Wi-Fi数据与地磁数据组合成联合指纹数据,克服了复杂室内环境下仅基于Wi-Fi进行定位时受多路径效应影响造成误差较大的问题,实现了室内定位误差在2 m左右的成果,在一定程度上满足了人们的室内定位需求。宋宇[51]等人将地磁、Wi-Fi、PDR进行结合,利用Wi-Fi定位来缩小地磁指纹匹配量,实现了平均1.41 m的定位误差,具有较高的实用性,但在地磁信号变化较小、差异不明显的室内环境下仍需要继续研究,以进一步提高定位精度。
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