[發明專利]一種基于藍牙、PDR和地圖匹配融合的室內人員定位方法

在審

• 申請號: 202210506893.1
• 申請日: 2022-05-11
• 公開（公告）號: CN114615740A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 袁懷月;汪暢;劉琳敏;史蕾
• 申請（專利權）人: 中冶智誠（武漢）工程技術有限公司;中冶集團武漢勘察研究院有限公司
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W4/80;G06F16/29
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 徐瑛

本發明公開了一種基于藍牙、PDR和地圖匹配融合的室內人員定位方法，包括以下步驟：S1，在室內布設多個藍牙信標，將室內環境劃分為若干個不同的子區域，獲取每個子區域中心定位參考點的指紋信息，將所有定位參考點的指紋信息存儲在指紋數據庫中；S2，獲取用戶手機終端接收到的多個藍牙信標的RSSI數據，計算手機終端的藍牙指紋初步定位結果；S3，采用粒子濾波算法和PDR定位算法對藍牙指紋初步定位結果進行修正；S4，基于矢量表示法構建室內地圖，利用室內地圖矯正粒子穿墻和軌跡穿墻的現象，對步驟S3中修正后的定位結果進行二次修正。本發明通過上述方法有效地抑制了藍牙定位的波動性及PDR定位累計的漂移誤差，提高了融合定位系統的準確性和穩定性。

技術領域

本發明屬于室內定位技術領域，具體涉及一種基于藍牙、PDR和地圖匹配融合的室內人員定位方法。

背景技術

目前室內導航定位需求日益增長，然而室外定位技術如全球衛星導航系統(Global Navigation Satellite System，GNSS)、通用分組無線服務/碼分多址通信（GPRS/CDMA）定位等在室內場所難以適用。室內定位一般采用終端發送超寬帶（Ultra Wideband ，UWB）、Wi-Fi等近距離通信信號再經過多個接收裝置接收，或者運用慣性導航器件（Microelectro Mechanical Systems，MEMS）進行行人航跡推導定位（Pedestrian DeadReckoning，PDR）。

UWB定位是由多個傳感器采用TDOA（Time Difference of Arrival，到達時間差）和AOA定位算法對標簽位置進行分析，具有多徑分辨能力、精度高、定位精度可達厘米級等特點，但基站價格貴，部署成本高。

Wi-Fi定位技術的主要特點是傳輸速率商，可靠性高，建網快，便捷，可移動性好，組網價格低廉；但是往往受外界干擾比較大，而且定位誤差較大，其功耗也大。

行人航跡推導定位方法是根據行人步態特征提出的一種相對定位方法，在已知起始位置的情況下，它通過傳感器數據的變化，估算行人的步數、步長和航向，從而確定行人的位置；PDR的優點在于定位的自主性和連貫性，不受復雜室內環境限制，在短時間內有很好的定位精度；但PDR只能做相對定位，并且存在累積誤差，長時間容易導致定位精度急劇下降。

藍牙定位技術利用藍牙擁有的短距離、低功耗優勢，先在室內關鍵位置安裝適當的藍牙AP，再把藍牙網絡配置成多用戶的基礎網絡連接模式，通過測量藍牙AP的接收信號強度指示(Received Signal Strength Indicator，RSSI)進行定位；但藍牙定位技術對于復雜的空間環境穩定性稍差，受噪聲信號干擾大，且穿墻性能較差。

針對城市城市軌道交通等室內定位應用場景，結合公眾用戶群體需求，綜合考慮定位精度、經濟性和工程量等因素，亟需提供一種基于藍牙、PDR和地圖匹配融合的室內人員定位方法。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種基于藍牙、PDR和地圖匹配融合的室內人員定位方法，利用粒子濾波算法融合藍牙指紋定位和PDR定位，結合矢量地圖約束對粒子權重進行更新，并對定位結果再修正，定位準確，穩定強。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于藍牙、PDR和地圖匹配融合的室內人員定位方法，包括以下步驟：

S1，在室內布設多個藍牙信標，將室內環境按照等間隔劃分方式劃分為若干個子區域，獲取每個子區域中心定位參考點的指紋信息，將所有定位參考點的指紋信息存儲在指紋數據庫中；

S2，獲取用戶手機終端接收到的多個藍牙信標的RSSI數據，計算手機終端的藍牙指紋初步定位結果；

S3，采用粒子濾波算法和PDR定位算法對藍牙指紋初步定位結果進行修正；

S4，基于矢量表示法構建室內地圖，利用室內地圖矯正粒子穿墻和軌跡穿墻的現象，對步驟S3中修正后的定位結果進行二次修正。