[發明專利]易于數據采集和高精度的室內定位方法

有效

• 申請號: 201710181105.5
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106814345B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 鄭江濱;馬春燕;張通
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;H04W64/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 劉新瓊

1.一種易于數據采集和高精度的室內定位方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：在室內布設若干個iBeacon信標，布設原則：

a)iBeacon信標間距控制在5-8m左右，整個空間進行三角網格狀交錯分布覆蓋；對于房間門口、室內路線路口處、路徑轉折處，需要額外部署以提高用戶體驗；

b)高度：2.5米～3米，沿墻壁或固定不動的建筑進行部署；

c)寬度2米以上的走廊進行雙列交錯部署；2米以下的走廊沿著中軸線進行單列部署，間距5～8米；

步驟2：將已經布設好的iBeacon信標的信息以文本文件的形式手動存儲到采集設備中；存儲的內容包括iBeacon信標的物理地址以及每個信標的相對坐標；

步驟3：通過采集設備自帶的藍牙，分別在每個信標的位置測量并采集該信標發射的n次信號、以及距離該信標最近的信標位置處采集該信標發射的n次信號，采用“采集點信標的物理地址+被采集信標的物理地址+被采集信標的n個信號強度值”的形式記錄；將在每個采集點采集到的n個信號強度值歸為一組；

步驟4：將每一組得到的信號強度值RSSI看作隨機正態分布，通過高斯模型選取高概率發生區的RSSI的值，所述的高斯濾波的篩選區間選擇概率為0.6到1之間；對篩選后的每一組信號強度值求平均后作為每個信標的信號強度；

根據信標的信號強度計算iBeacon信標在當前區域內的衰減因子：

其中，RSSI_BA為距離信標A最近的信標B的信號強度，RSSI_AA為A點處iBeacon_A的信號強度，d_AB為信標A與信標B的距離，k_A為信標A的衰減因子；

將衰減因子、iBeacon信標的物理地址、所處建筑、所在樓層、iBeacon信標的相對坐標存儲在服務器里；

步驟5：通過采集設備自帶的藍牙，持續不斷的接收周圍iBeacon信標所發出的廣播信號，將接收到的信息按照“mac地址+對應的信號強度值”的格式進行記錄；

步驟6：根據步驟5接收到的信息，向服務器發送請求判斷當前所處建筑，若請求成功，則從服務器取回該建筑所有藍牙信標的信息，根據當前信號最強的5個信標中，哪個樓層信標最多，判斷用戶所屬的樓層；然后判斷采集設備是否檢測到切換信標的信號，如果采集設備檢測到切換信標的信號，且其信號強度大于其1米處信號強度的70％時，判斷采集設備當前接收到的哪一層的藍牙信號最強，若信號最強的樓層發生變化，則進行切換，否則不予切換；所述的切換信標為在樓梯、電梯處設定用于標示樓層可能發生變化的信標；

從步驟5接收信號中選取當前樓層信號最強的3個藍牙信標的物理地址，根據iBeacon信標的相對坐標、所在樓層和衰減因子，計算用戶分別距離三個信標的距離d_A,d_B,d_C：

其中，k_i表示信標i的衰減因子，表示靠近信標i時的信號強度，表示定位過程中，采集設備接收到的信標i的信號強度；

步驟7：根據三邊定位算法確定用戶所處的實際位置：

已知待定位終端距離信號源AP_i,i＝1,2,3的距離分別是d_i,i＝1,2,3，根據幾何原理，待定位的終端位與分別以3個iBeacon信標所在位置為圓心，對應距離為半徑的3個圓的交點上；設終端的坐標為(x,y)，3個iBeacon信標的坐標為(x_i,y_i),i＝1,2,3，則它們滿足以下關系：

由以上方程組可以求得移動終端的坐標(x,y)：

2.根據權利要求1所述的一種易于數據采集和高精度的室內定位方法，其特征在于所述的采集設備為android 4.3以上版本的手機。