[發明專利]一種基于藍牙及可見光的室內移動終端定位方法

有效

• 申請號: 202110379628.7
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113271542B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 郭炎冰;劉冉;竇鴻雁
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04W4/021
• 分類號: H04W4/021;H04W4/33;H04W4/80;H04W64/00;H04B10/116
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發明屬于通信技術領域，具體為一種基于藍牙及可見光的室內移動終端定位方法。本發明融合藍牙定位和可見光定位兩種模式，在離線階段分別構建基于藍牙以及室內可見光信號接收強度的位置指紋庫信息，在線階段根據移動終端實時接收的待測點的藍牙以及可見光信號接收強度信息，通過動態K值加權定位算法，分別對待測移動終端進行位置區間的確定，然后將兩者定位結果加權取交集得到最終的定位結果。本發明采用動態K值加權算法，可避免由K值固定將距離較遠的參考點選入而影響定位的精度；采用雙模融合定位算法，可減少由環境變化帶來的傳播模型誤差，增加定位系統魯棒性。本發明可實現移動終端在室內低延遲及較為精確的定位，具有實際應用價值。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，具體涉及室內移動終端的定位方法，可用于移動終端在室內的位置判斷，實現移動終端在室內較為精確的定位。

背景技術

隨著當今社會的飛速發展，各種智能移動終端在人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色。基于移動終端的定位技術越發引起人們的關注。目前基于GPS的室外定位技術已大規模普及。而在針對GPS衛星信號受到阻擋的室內以及其它的復雜情況下的定位技術，尚處于技術的積累期，仍需長期的研究和發展。

基于接收信號強度(RSSI)的指紋定位方法，是目前研究和應用最為廣泛的室內定位方法之一。其定位基礎是依據移動終端監聽和掃描信標基站的RSSI信息，通過分析處理這些數據結合已知離線指紋庫中的位置信息來估算移動終端的位置。在定位技術領域，基于多種定位技術融合的位置指紋算法可大大提高定位的精度，減少單一定位模式下由于環境參數變化所帶來的背景噪聲，多徑延遲等誤差。本發明提出的即為融合了藍牙定位和可見光室內定位的雙模融合定位算法。

常見的基于接收信號的指紋庫定位方法，在線階段移動終端測得所在位置信標的RSSI值，并將測得的數據值與數據庫中的定位數據進行匹配，匹配得到K個最近的參考點，然后取K個參考點的坐標平均值作為待測點的坐標。多數情況下使用的K臨近算法K＝1，即找到所得數據最為匹配的信標位置信息作為定位信息。而無論K值是否為1，固定的K值往往會因為引入實際距離較遠的參考點位置信息，從而大大影響定位的精度。

基于此種情況，本發明在融合藍牙定位和可見光室內定位的雙模融合定位算法的基礎上，提出動態K值加權定位算法，避免由于K值的固定，將距離較遠的參考點位置信息選入最終定位坐標的計算中，從而有效提高定位的精度。同時藍牙定位和可見光定位雙模定位融合算法，減少了單一定位模式下由于環境參數變化所帶來的背景噪聲，多徑延遲等誤差，大大提升了系統定位算法的魯棒性，實現移動終端在室內低延時及較為精確的定位。

發明內容

本發明的目的在于提出一種定位精度高、魯棒性好的室內移動終端的定位方法。

本發明提出的室內移動終端的定位方法，結合藍牙和可見光定位技術的優勢，進行雙模融合定位，并利用基于動態K值的位置指紋庫加權定位，具體步驟如下：

(1)初始化室內定位環境；提前在離線階段部署位置固定的可見光和藍牙AP定位裝置；

(2)可見光源與藍牙信號發射器分別發送信號；每個可見光AP光源分時隙發送帶有光源位置ID信息的可見光信號，不同的藍牙AP藍牙發射器也周期性的發送對應的信號發射器ID信號；

(3)基于可見光以及藍牙信號，分別構建離線位置指紋庫；包括：

(3a)將室內定位平面利用網格進行劃分，每個網線的交點即為采樣參考點；分別測量采樣參考點處接收到的各個AP的可見光光強度信息以及藍牙信號強度信息；并將其表示為矩陣L_RSSI_i與B_RSSI_i儲存在指紋庫位置信息中；