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室内定位数据可视化技术研究与实现

2020-12-11阅读(505)

室内定位数据可视化技术研究与实现

论文摘要

可视化是一种将抽象符号转化为几何图形的计算方法。近年来，随着室内定位应用的不断发展，室内定位数据的可视化问题日益突出。室内定位系统上位机监控软件需要实时监控定位数据在矢量地图上的位置，并显示定位数据的运动轨迹。同时，室内环境复杂，墙壁等障碍物众多，定位数据运动轨迹上的两个相邻点连线的避障问题是实际应用中亟需解决的问题。针对上述问题，本文以基于Zigbee的医疗物联网应用实际项目为背景，在深入分析矢量地图可视化技术和A*地图寻径算法等相关技术的基础上，提出一种使室内定位数据的运动轨迹在矢量地图上避障显示的方法，并在此方法基础之上设计并实现了一种室内定位数据避障显示框架，并讨论了该框架的应用。应用情况表明，该框架是可行及有效的。与其他室内定位数据可视化系统相比，本文工作具有以下特点：（1）在矢量地图可视化技术和栅格法生成室内环境障碍物模型的基础上，结合A*寻路算法，提出了一种室内定位数据运动轨迹在矢量地图上的避障显示方法。该方法包括：提出了一个室内环境矢量数据模型，在这个矢量数据模型的基础之上，进行了数据绘制，再通过栅格法将这个矢量数据模型生成为室内环境障碍物模型，基于生成的室内环境障碍物模型，运用改进的A*算法，使室内定位数据的运动轨迹在障碍物矢量地图上进行避障显示。（2）在上述方法基础上，设计并实现了一个室内定位数据避障显示框架IPOAF（Indoor Positioning Data Obstacle Avoidance And VisualizationFramework）。该框架主要由三大模块组成，分别为：矢量地图操作模块，定位数据实时显示模块模块，历史路径回放模块。矢量地图可视化模块主要负责DWG矢量地图文件读取，矢量地图的显示，以及矢量地图的操作。定位数据可视化模块主要负责定位数据接入，定位数据的存储，定位数据实时显示。历史路径回放模块主要负责室内障碍物环境生成，历史路径避障显示。（3）IPOAF框架已在一个基于Zigbee的婴儿防盗系统中应用，该实际应用的特点在于：所有的婴儿防盗标签通过Zigbee无线传感网组网连接到zigbee网关，再通过网关连通中央服务器，中央服务器连接着客户端的上位机监控软件，IPOAF框架即应用于上位机监控软件中。医护人员通过上位机监控软件可以实时监控婴儿的位置，从而达到婴儿防盗的目的。应用情况表明，该框架是可行及有效的。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 矢量地图可视化
  • 1.2.2 环境建模的方法
  • 1.2.3 路径搜索的方法
  • 1.3 本文的研究内容
  • 1.4 本文章节安排
  • 第二章 相关技术分析
  • 2.1 DWG 矢量地图文件
  • 2.1.1 数据类型
  • 2.1.2 总体结构
  • 2.2 DWGDIRECT 技术
  • 2.2.1 DWGdirect 类库和数据结构
  • 2.2.2 DWGdirect.net 的平台支持
  • 2.3 矢量数据模型
  • 2.3.1 不规则三角网结构(TIN
  • 2.3.2 线框模型
  • 2.4 矢量地图的平移及放缩
  • 2.5 栅格法环境建模
  • 2.6 启发式搜索技术
  • 2.7 本章小结
  • 第三章 矢量地图可视化与室内定位数据避障显示算法研究
  • 3.1 室内环境矢量数据模型的可视化
  • 3.1.1 矢量数据模型的提出
  • 3.1.2 矢量数据模型的绘制流程
  • 3.2 室内环境障碍物模型的生成
  • 3.2.1 栅格大小的确定
  • 3.2.2 栅格个数的确定
  • 3.2.3 障碍物栅格的生成
  • 3.3 改进的室内定位数据避障显示算法
  • 3.3.1 问题的定义
  • 3.3.2 应用于矢量地图的A*算法完备性、最优性简要分析
  • 3.3.3 改进的A*算法
  • 3.3.4 实验分析
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 室内定位数据避障显示框架设计与实现
  • 4.1 框架的设计原则
  • 4.2 框架的体系结构
  • 4.3 矢量地图可视化模块
  • 4.3.1 矢量地图读取模块
  • 4.3.2 矢量地图显示模块
  • 4.3.3 矢量地图操作模块
  • 4.4 定位数据可视化模块
  • 4.4.1 定位数据接入模块
  • 4.4.2 定位数据实时显示模块
  • 4.5 历史路径回放模块
  • 4.5.1 室内障碍物环境模型生成
  • 4.5.2 历史路径避障显示
  • 4.6 框架实现
  • 4.6.1 框架的实现环境
  • 4.7 本章小结
  • 第五章 室内定位数据避障显示框架的应用
  • 5.1 应用背景——框架与婴儿防盗系统的集成
  • 5.1.1 集成方案之硬件整体设计
  • 5.1.2 集成方案之接口设计
  • 5.2 性能测试
  • 5.2.1 服务器性能测试
  • 5.2.2 客户端性能测试
  • 5.3 场景实现
  • 5.3.1 地图导入与初始化设置模块
  • 5.3.2 节点初始化模块
  • 5.3.3 实时定位模块
  • 5.3.4 历史轨迹回放模块
  • 5.3.5 地图导航模块
  • 5.3.6 鹰眼模块
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 工作总结
  • 6.2 下一步工作
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

    • 相关论文文献

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    • [2].基于麦克纳姆轮的智能机器人室内定位算法设计[J]. 科技创新与应用 2020(05)
    • [3].基于超宽带技术的室内定位系统研究[J]. 电子测试 2020(06)
    • [4].模拟退火算法在室内定位中的应用[J]. 北京测绘 2020(03)
    • [5].超宽带室内定位技术的原理及应用[J]. 电脑知识与技术 2020(22)
    • [6].室内定位方法和技术综述[J]. 数字技术与应用 2018(10)
    • [7].室内定位技术发展及应用研究[J]. 科学技术创新 2019(17)
    • [8].室内定位的发展与应用[J]. 中国新通信 2019(14)
    • [9].室内定位研究方法综述[J]. 软件导刊 2019(09)
    • [10].基于蓝牙射频的室内定位系统[J]. 工业控制计算机 2016(12)
    • [11].无源室内定位导航技术服务平台设计与应用[J]. 北京测绘 2017(S1)
    • [12].精准室内定位关键技术及应用[J]. 信息通信技术 2015(06)
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    • [16].基于比幅分区法的室内定位技术研究与应用[J]. 电测与仪表 2018(S1)
    • [17].室内定位商业模式的研究[J]. 现代经济信息 2018(22)
    • [18].一种基于蓝牙的室内定位导航技术[J]. 测绘科学 2019(06)
    • [19].温室智能装备系列之九十八 温室内定位技术研究新趋势[J]. 农业工程技术 2017(31)
    • [20].浅析室内定位技术及应用[J]. 电子测试 2017(23)
    • [21].浅谈博物馆室内定位导航应用[J]. 文物鉴定与鉴赏 2018(12)
    • [22].室内定位技术发展与研究综述[J]. 计算机时代 2018(08)
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    • [24].基于可穿戴设备的室内定位[J]. 电子世界 2017(16)
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    • [27].基于RFID的消防员室内定位技术研究[J]. 物联网技术 2015(07)
    • [28].基于位置指纹室内定位技术的养老院养护系统[J]. 电脑迷 2017(09)
    • [29].“路痴”的福音——室内定位[J]. 人民周刊 2016(11)
    • [30].工业互联网无线室内定位技术概述[J]. 物联网学报 2020(02)

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