一種藍牙、WiFi及慣導技術融合的室內定位方法以及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種藍牙、WiFi及慣導技術融合的室內定位方法以及系統，方法包括周期性的執行以下步驟：S100、終端實時掃描獲取可掃描到的WiFiAP和藍牙beacon的樓層、位置和對應的信號強度；S200、根據掃描結果計算各AP和beacon距離終端的距離；S300、根據各AP和beacon距離終端的距離以及大氣壓變化，確定終端所在的樓層，進而篩選出該樓層的AP和beacon；S400、基于慣性導航技術得到終端的新位置，根據所述新位置以及篩選出的AP和beacon的位置和距離終端的距離確定終端的位置。本發明專利技術因為融合了藍牙、WiFi及慣導技術的多種定位技術，能有效提高定位的精度且延時低，且整個算法的復雜度低，便于在移動終端上實現。

Indoor positioning method and system integrating Bluetooth, WiFi and inertial navigation technology

The invention discloses a Bluetooth, WiFi and inertial navigation technology fusion indoor positioning method and system method, including the periodic execution of the following steps: S100, terminal access to real-time scanning can scan WiFiAP and Bluetooth beacon floors, position and the corresponding signal strength; S200, AP and beacon calculated according to the distance from the terminal the results of scanning distance; S300, AP and beacon according to the distance from the terminal distance and the change of atmospheric pressure, determine the terminal of the floors, and then screened the floors of the AP and beacon; S400, inertial navigation technology has been a new location based on the terminal, the terminal position is determined according to the new location and the distance between the location and distance of the terminal the selected AP and beacon. The invention has many advantages such as Bluetooth, WiFi and inertial navigation technology, and can effectively improve the positioning accuracy, and the time delay is low, and the complexity of the whole algorithm is low, so that the method is convenient for realizing on the mobile terminal.

【技術實現步驟摘要】
一種藍牙、WiFi及慣導技術融合的室內定位方法以及系統
本專利技術涉及導航領域，尤其涉及一種藍牙、WiFi及慣導技術融合的室內定位方法以及系統。
技術介紹
室內定位是指在室內環境無法使用衛星定位時，使用室內定位技術作為衛星定位的輔助定位，解決衛星信號到達地面時較弱、不能穿透建筑物的問題。最終定位物體當前所處的位置。常見的室內定位技術有通訊網絡的蜂窩定位、Wi-Fi、藍牙、紅外線、超寬帶、RFID、ZigBee和超聲波。還有融合藍牙和wifi的定位算法，通過部署的藍牙基站和wifiAP保證定位網絡的無縫覆蓋。但是，現有的室內定位技術計算復雜度高，不適合在手持終端上應用；耗電量大，也不適合在使用電池的移動終端上應用；精度低，延時大，不滿足高精度實時定位導航的需求。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種藍牙、WiFi及慣導技術融合的室內定位方法以及系統。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一方面，本專利技術公開了一種藍牙、WiFi及慣導技術融合的室內定位方法，包括周期性的執行以下步驟：S100、終端實時掃描獲取可掃描到的WiFiAP和藍牙beacon的樓層、位置和對應的信號強度；S200、根據掃描結果計算各AP和beacon距離終端的距離；S300、根據各AP和beacon距離終端的距離以及大氣壓變化，確定終端所在的樓層，進而篩選出該樓層的AP和beacon；S400、基于慣性導航技術得到終端的新位置，根據所述新位置以及篩選出的AP和beacon的位置和距離終端的距離確定終端的位置。在本專利技術所述的室內定位方法中，步驟S300中所述的確定終端所在的樓層包括：S310、分別計算掃描到的各個樓層的AP和beacon的加權函數之和，其中，所述加權函數與WiFiAP或者藍牙beacon距離終端的距離相關；S320、判斷加權函數之和最大的樓層與終端前一個時刻所在的樓層是否相同，如果相同，則確定加權函數之和最大的樓層為終端所在的樓層；如果不同，則判斷需要切換樓層并進入步驟S330；S330、判斷測量到的大氣壓的變化是否超過相應的閾值，如果超過，則切換樓層，確定加權函數之和最大的樓層為終端所在的樓層；如果未超過，則判斷終端所在的樓層為前一個時刻所在的樓層。在本專利技術所述的室內定位方法中，所述方法還包括：如果連續一定次數判斷需要切換樓層且測量到的大氣壓的變化未超過相應的閾值，則切換樓層。在本專利技術所述的室內定位方法中，步驟S400中所述的基于慣性導航技術得到終端的新位置包括：利用磁場傳感器和陀螺儀傳感器確定終端的移動方向，利用加速度傳感器確定步數，根據步長確定移動距離，根據前一個時刻終端的位置，基于以下公式估計終端的新位置：xt＝xt-1+d2*cos(θ)，yt＝yt-1+d2*cos(θ)其中，xt、yt表示表示新位置，xt-1、yt-1表示表示前一個時刻終端的位置，d2表示移動距離，θ表示終端的移動方向。在本專利技術所述的室內定位方法中，步驟S400中所述的根據所述新位置以及篩選出的AP和beacon的位置和距離終端的距離確定終端的位置包括：將使函數的取值最小的x和y作為終端的位置，其中，K代表篩選出的AP和beacon的個數，xK和yK代表基于慣性導航技術得到的終端的新位置，di代表第i個AP或者beacon距離終端的距離，f(di)表示與di相關的加權函數，xi和yi代表第i個AP或者beacon的位置。在本專利技術所述的室內定位方法中，步驟S200包括：利用各AP和beacon的信號強度，基于信道衰減模型d1＝a*log(rssi)+b計算得到各AP和beacon距離終端的距離；其中，d1表示WiFiAP或者藍牙beacon的距離終端的距離，rssi表示信號強度，a、b均為常數，a、b的數值為經驗值或者由現場測試訓練得到。在本專利技術所述的室內定位方法中，步驟S100包括：終端實時掃描AP和beacon，記錄AP和beacon的設備信息，所述設備信息包括：用于唯一標識AP的MAC地址或者SSID以及記錄用于唯一標識beacon的以下三者中的一個或者任意個的組合：UUID、major、minor；根據所述設備信息查詢AP和beacon的位置表，獲取各個AP和beacon的樓層以及位置。在本專利技術所述的室內定位方法中，所述方法還包括：S500、對步驟S400中確定的位置進行濾波處理。另一方面，本專利技術還公開了一種基于所述的室內定位方法的室內定位系統，包括終端、WiFiAP和藍牙beacon。在本專利技術所述的室內定位系統中，所述終端包括：WiFi模塊、藍牙模塊、氣壓計模塊、計算模塊、存儲模塊、無線傳輸模塊、磁場傳感器模塊、陀螺儀傳感器模塊、加速度傳感器模塊。實施本專利技術的藍牙、WiFi及慣導技術融合的室內定位方法以及系統，具有以下有益效果：本專利技術因為融合了藍牙、WiFi及慣導技術的多種定位技術，能有效提高定位的精度且延時低，且整個算法的復雜度低，便于在移動終端上實現。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖：圖1是本專利技術的實施例一的流程圖；圖2是本專利技術的實施例二的流程圖；圖3是本專利技術的實施例三的結構示意圖。具體實施方式為了便于理解本專利技術，下面將參照相關附圖對本專利技術進行更全面的描述。附圖中給出了本專利技術的典型實施例。但是，本專利技術可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本專利技術的公開內容更加透徹全面。除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本專利技術的
的技術人員通常理解的含義相同。詞語“相等”、“相同”或者其他類似的用語，不限于數學術語中的絕對相等或相同，在實施本專利所述權利時，可以是工程意義上的相近或者在可接受的誤差范圍內。本文中在本專利技術的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本專利技術。本專利技術總的思路是：終端實時掃描獲取可掃描到的WiFiAP和藍牙beacon的樓層、位置和對應的信號強度；根據掃描結果計算各AP和beacon距離終端的距離；根據各AP和beacon距離終端的距離以及大氣壓變化，確定終端所在的樓層，進而篩選出該樓層的AP和beacon；基于慣性導航技術得到終端的新位置，根據所述新位置以及篩選出的AP和beacon的位置和距離終端的距離確定終端的位置。為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明，應當理解本專利技術實施例以及實施例中的具體特征是對本申請技術方案的詳細的說明，而不是對本申請技術方案的限定，在不沖突的情況下，本專利技術實施例以及實施例中的技術特征可以相互組合。實施例一參考圖1，實施例一中公開了一種室內定位方法，方法包括周期性的執行以下步驟：S100、終端實時掃描獲取可掃描到的WiFiAP和藍牙beacon的樓層、位置和對應的信號強度；具體的，終端實時掃描AP和beacon，記錄AP和beacon的設備信息，根據所述設備信息獲取各個AP本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種藍牙、WiFi及慣導技術融合的室內定位方法，其特征在于，包括周期性的執行以下步驟：S100、終端實時掃描獲取可掃描到的WiFi?AP和藍牙beacon的樓層、位置和對應的信號強度；S200、根據掃描結果計算各AP和beacon距離終端的距離；S300、根據各AP和beacon距離終端的距離以及大氣壓變化，確定終端所在的樓層，進而篩選出該樓層的AP和beacon；S400、基于慣性導航技術得到終端的新位置，根據所述新位置以及篩選出的AP和beacon的位置和距離終端的距離確定終端的位置。

【技術特征摘要】
1.一種藍牙、WiFi及慣導技術融合的室內定位方法，其特征在于，包括周期性的執行以下步驟：S100、終端實時掃描獲取可掃描到的WiFiAP和藍牙beacon的樓層、位置和對應的信號強度；S200、根據掃描結果計算各AP和beacon距離終端的距離；S300、根據各AP和beacon距離終端的距離以及大氣壓變化，確定終端所在的樓層，進而篩選出該樓層的AP和beacon；S400、基于慣性導航技術得到終端的新位置，根據所述新位置以及篩選出的AP和beacon的位置和距離終端的距離確定終端的位置。2.根據權利要求1所述的室內定位方法，其特征在于，步驟S300中所述的確定終端所在的樓層包括：S310、分別計算掃描到的各個樓層的AP和beacon的加權函數之和，其中，所述加權函數與WiFiAP或者藍牙beacon距離終端的距離相關；S320、判斷加權函數之和最大的樓層與終端前一個時刻所在的樓層是否相同，如果相同，則確定加權函數之和最大的樓層為終端所在的樓層；如果不同，則判斷需要切換樓層并進入步驟S330；S330、判斷測量到的大氣壓的變化是否超過相應的閾值，如果超過，則切換樓層，確定加權函數之和最大的樓層為終端所在的樓層；如果未超過，則判斷終端所在的樓層為前一個時刻所在的樓層。3.根據權利要求2所述的室內定位方法，其特征在于，所述方法還包括：如果連續一定次數判斷需要切換樓層且測量到的大氣壓的變化未超過相應的閾值，則切換樓層。4.根據權利要求1所述的室內定位方法，其特征在于，步驟S400中所述的基于慣性導航技術得到終端的新位置包括：利用磁場傳感器和陀螺儀傳感器確定終端的移動方向，利用加速度傳感器確定步數，根據步長確定移動距離，根據前一個時刻終端的位置，基于以下公式估計終端的新位置：xt＝xt-1+d2*cos(θ)，yt＝yt-1+d2*cos(θ)其中，xt、yt表示表示新位置，xt-1、yt-1表示表示前一個時...

【專利技術屬性】
技術研發人員：易友文，李東蔚，莫夢舒，
申請(專利權)人：深圳墨兔科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44