基于惯性传感器的室内定位系统的设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，随着移动通信技术的快速发展，以及智能手机，平板电脑等通讯设备的普及，越来越多基于位置信息的服务（lbs）进入了人们的生活和生产实际，涵盖了公共安全及应急响应，定位导航，社交及社交推广等许多方面的不同需求。其中，被广泛应用的gps及蜂窝网等定位技术能在室外环境下实现较高精度的定位，但在室内常常面临无线信号衰减，定位精度下降等问题。因此，为满足人们对室内定位的需求，通过有别于传统gps的方式实现较精确的室内定位，成为了一个有价值的研究课题。

当前，以苹果公司iphone，ipad为代表的智能手持设备不仅数据处理能力大幅增强，而且其内置了惯性传感器，如加速度计，陀螺仪等，同时搭载了极其先进的移动操作系统ios，有着极强的软件扩展能力。智能手机的发展推动了lbs的广泛应用，也为室内定位技术的研究提供了新的平台。

目前，在大力推进的物联网和智慧城市的建设同样需要较精确的室内定位服务作为支撑。基于楼房内全部人口位置信息构成的空间大数据更是有着巨大的科研价值和潜在的商业价值。位置服务在大型室内环境，如机场，停车场，商场，办公楼，博物馆等同样存在迫切需求。例如在商场，定位服务可以为用户推送其身边商品的优惠信息，帮助用户快速找到需要的商品，从而节省时间，提高购物效率。除此之外，通过定位数据的分析，有利于商家合理地投放广告，调整商品布局。可见，通过室内定位服务，可以将用户与商户联系起来，从而促进消费。因此，研究利用移动设备实现较精确的室内定位具有现实的意义。

2. 研究的基本内容与方案

(1) 室内定位系统app的原型与ui的设计与实现。原型设计采用axure rp7.0软件进行设计，优点是操作简单、上手快以及效率高。整个app的显示界面的实现将参考已设计好的原型界面，系统的界面幵发过程主要使用xcode的storyboard工具。storyboard是一种可视化的幵发页面布局,它可以提供不同的页面导航的便捷性，以在复杂的app中实现复杂的跳转简单化。

(2) app的程序开发。此次开发基于ios平台，主要使用的编程语言为objective-c，ide则是使用xcode。objective-c是 os x 和 ios 操作系统及其相关 api 的主要编程语言，是一种面向对象的通用高级编程语言它在 c 语言的基础上加入了面向对象的特性，其非面向对象的语法，包括变量类型、预处理器、流程控制、函数声明与调用，则与 c 语言完全一致。其中，惯性传感器主要是用ios中的 coremotion框架来操控，包括设置传感器的工作模式，获取惯性数据等。在惯性数据获得后，经过惯性定位算法处理便可得出定位信息，并在设备中ios设备中显示出来。

(3)对整个惯性定位系统app的功能进行测试。根据多次测试的结果并且认真分析，对不足的地方加以改善，使系统运行更加稳健。

3. 研究计划与安排

第1－5周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需使用惯性传感器定位的原理与特点的调研。确定方案，完成开题报告。

第6－8周：根据定位系统需求分析，完成app的原型设计与ui设计。

第9－12周：完成app的程序开发工作，并对整个惯性定位系统进行功能测试，验证其是否满足设计需要。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]陈天啸.基于惯性测量的主动室内定位系统研究[d].江南大学,2014.

[2]张世哲.基于惯性传感器和wifi的室内定位系统的设计与实现[d].北京邮电大学,2012.

[3]胡天琨,叶建芳.基于手持设备的室内定位系统设计与实现[j].微型机与应用,2012,13:4-6.