[發明專利]一種基于藍牙5.0信標的室內定位方法及系統

在審

• 申請號: 201910732066.2
• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN110470300A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 葉秀斌;吳耀祥;夏靖波
• 申請（專利權）人: 廈門大學嘉庚學院
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01S5/12;H04W64/00
• 代理公司: 35100 福州元創專利商標代理有限公司
• 代理人: 錢莉;蔡學俊<國際申請>=<國際公布>=

本發明涉及一種基于藍牙5.0信標的室內定位方法及系統，該系統包括N個藍牙5.0信標和終端；藍牙5.0信標采用RSM封裝的CC2640R2MOD模塊，將其作為基站不斷發送廣播，與搭載有藍牙模塊的移動終端之間進行通信，通過移動終端對各個藍牙5.0信標進行掃描、濾波，獲取較為穩定的RSSI值，再根據對應環境選擇合適的衰減因子，依據公式將RSSI值換算距離，最后采用三邊測量法計算移動終端的坐標，實現室內高精度定位。

技術領域

本發明涉及藍牙室內定位領域，特別是一種藍牙5.0信標的室內定位方法及其系統。

背景技術

目前，室內定位在日常生活中應用越來越廣泛，例如商場室內導航，地下停車場車位尋找、貨架商品定位等領域。同時，現在手機已經成為人們隨身攜帶必不可少的工具之一，因此開發基于手機端的室內定位App為人們尋找各種具有藍牙信標的位置提供了極大的幫助與方便。

目前的藍牙室內定位系統基本均基于藍牙4.0技術，往往達不到精度要求更高的室內定位需求，尤其是信標的設計，難以解決低功耗、長距離分布等問題，也較少開發成整套的藍牙室內定位系統。相對于藍牙4.0，基于藍牙5.0的室內定位技術在精度、距離與功耗成本上有明顯的優勢。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種藍牙5.0信標的室內定位方法及其系統，能夠實現更高精度的定位。

本發明采用以下方案實現：一種基于藍牙5.0信標的室內定位方法，將N個藍牙5.0信標隨機放置在室內，用以不斷發送廣播，并均與終端進行通信；通過終端對各個藍牙5.0信標的RSSI信號進行掃描、濾波，獲取穩定的RSSI值；采用衰減因子模型作為室內定位的傳播模型，再根據對應環境選擇衰減因子，依據公式將RSSI值換算成距離，最后采用三邊測量法計算終端的坐標，用以實現室內定位。

進一步地，所述終端對各個藍牙5.0信標進行搜索，并進行信標 RSSI強度的掃描,采用卡爾曼濾波算法對RSSI信號進行濾波,得到一個穩定的RSSI值。

進一步地，所述采用以下衰減因子模型作為室內定位的傳播模型，具體公式為：

式中，P_L(d)為終端與信標距離為d時的傳播損耗，單位為dBm； P_L(d₀)為自由空間終端與信標距離為d₀時的傳播損耗，通常參考距離 d₀取1m，因此P_L(1)能夠通過實際信標進行標定獲得；γ為同層信號衰減因子，根據周圍環境取經驗值，取值范圍在2-4之間；FAF為建筑物穿透損耗因子。

進一步地，所述依據公式RSSI＝P_t-P_L(1)-10γlg(d)-FAF將RSSI 值換算成距離的具體公式為：式中，P_t為信標發射功率。

進一步地，所述采用三邊測量法計算終端的坐標的具體公式為：

式中，(x₁,y₁),(x₂,y₂),(x₃,y₃)分別為已知三個節點A、B、C的坐標，目標節點與它們的距離分別為d1，d2，d3。

進一步地，所述終端通過手機APP應用軟件實時查看所在所在位置和坐標。

進一步地，本發明還提供一種基于藍牙5.0信標的室內定位方法的系統，包括N個藍牙5.0信標及用以采集各個信標發送廣播RSSI 信號的終端；所述終端根據采集的RSSI信號的RSSI值進行運算得到終端所在位置的坐標，用以實現室內定位。