多模混合室内定位方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于室内位置导航定位领域，尤其设及一种多模混合室内定位方法。
【背景技术】
[0002] 在室内定位、导航技术领域，特别是在博物馆、纪念馆等展馆展品密集、丰富的场 所内的定位导航时，现有技术是将WiFi定位、蓝牙定位和射频识别定位技术进行=位一体 的硬件集成和算法开发，彼此弥补缺陷，从而提高定位、导航的准确性，使游客在室内参观 时能够精准的自动获得展品的定位讲解及导航、导览指示。但是其不足之处在于:WiFi定位 技术的硬件成本很低，可W实现复杂的大范围定位、监测和追踪任务，但无法做到精准定 位;蓝牙室内定位技术的优点是设备体积小、低功耗，传输不受视距影响，但系统稳定性稍 差，受噪声信号干扰大;红外线定位精度相对较高，但是只能视距传播，穿透性差，易受环境 因素影响，布局复杂而定位效果却十分有限；超声波室内定位整体精度很高，达到了厘米 级，结构相对简单，有一定的穿透性而且抗干扰能力强，但在空气中的衰减较大，加上反射 测距时受多径效应和非视距传播影响很大，造成需要精确分析计算的底层硬件设施投资成 本局；
[0003] 射频识别室内定位技术作用距离很近，但它可W在几毫秒内得到厘米级定位精度 的信息，可非视距传播，传输范围很大，标识体积较小，造价较低，系统复杂度相对较低、能 提供比较精确的定位精度，但其不具有通信能力，抗干扰能力一般，且事先需要布局，其国 际标准化不够完善。
[0004] 运些技术如果单独使用，都有一定的局限性，比如红外定位和超声波定位虽然定 位精度较高，但信号穿透性、抗干扰性和适用性都很差，无法在主流移动设备上使用。目前， 虽然有WiFi定位并结合蓝牙进行精度弥补的定位方式，但是无法充分利用低功耗蓝牙化E 的精度优势，尚未开发出对于信号混合使用的综合定位应用。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明旨在提出一种多模信号定位准确度高、使用方便的室内定位方 法。
[0006] 为达到上述目的，本发明的技术方案是运样实现的：
[0007] -种多模混合室内定位方法，包括信号发射基站和信号接收端，所述信号发射基 站发射多模混合信号，由信号接收端接收，并确定信号接收端的位置，其步骤如下：
[000引SI:对多模混合信号的统一识别和转码，得到粗粒度信号，并由信号接收端接收；
[0009] 其中，所述粗粒度信号是指错节点的RSSI值的信号，所述错节点为多模信号发射 基站的坐标节点，所述的信号是RFID、WiFi、BLES种混合分时信号；
[0010] S2:对RSSI粗略值进行初期校正；
[0011] 其中，W所述错节点之间的距离和信号强度同时作为初期矫正的的参考值指标；
[0012] S3:采用基于堆找式集合的均值信号二次校正；
[0013] 根据所述接收端信号采集周期，将单周期内的RSSI信号推入须维护和校正的信号 集合中，集合中的信号总是保持最近几个周期内的数据值，从而保持集合的更新，再对该集 合进行均值处理，完成二次校正；
[0014] S4:采用=角质屯、算法建模进行计算，得出接收端位置。
[0015] 还包括S5:基于硬件性能的差异化处理步骤。
[0016] 所述步骤S2的具体步骤如下：
[0017] S21.确定接收端接收固定错节点信号的RSSI平均值与信号强度平均值的转换关 系；
[0018] S22.确定固定错节点之间信号的RSSI平均值与信号强度平均值的转换关系；
[0019] S23.根据现场部署环境和干扰情况，确定不同错节点的RSSI与距离值之间的线性 模型；
[0020] S24.根据接收端与各个固定错节点之间的距离和信号强度为参考，对接收端得到 的RSSI值进行参考计算。
[0021] 所述步骤S3的具体步骤如下：
[0022] S31.根据步骤S2后得到的RSSI值，从小到大建立WN为维度的集合C，固定采集周 期T;
[0023] S32. W接收端单次信号采集周期做为原子操作，对集合C进行堆找式的维护更新 和均值处理，获得最终校正后的RSSI;
[0024] 其中，咐良据接收端采集频率而定，周期T 一般为3~5s。
[00巧]在所述步骤S4中，
[0026] 设置接收端的坐标为MU，y)，所述RFID、WiFi、BLES种信号确定了A，B，C 3个错节 点，其的坐标分别为(xa，ya)，（xb，yb)，（xc，yc) ;M(x，y)到错节点的距离分别为da,化，dc;
[0027] 将测到的所有d值从小到大排列，选择前4个较小并相对稳定的d值进行定位，每= 个为一个组合，共有4个组合，可得到^(山71)，12(战72)，13(成73)，14^4,74)4个估测 值，最后，求平均值作为M( X，y)的坐标，即：
[0029] 在所述步骤Sl中，所有错节点均W相同功率、周期性的发出广播信息。
[0030] 在所述步骤Sl中，获得的所述每一错节点的RSSI值，均为相对线性的。
[0031] 在所述步骤Sl中，依次包括防碰撞处理、统一识别格式和滤波=步。
[0032] 在S5:基于硬件性能的差异化处理步骤中，需要建立通用智能设备定位校准参数 库，通过自动采集的方式，按照设备制造厂商和型号分类，采集并整合市面上智能设备 WiFi、蓝牙、4G/5G射频性能差异的数据信息，通过定位引擎进行计算校正，从而弥补由于智 能终端设备个体射频性能差异造成的定位误差。
[0033] 与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
[0034] I.将WiFi定位、蓝牙定位和射频识别定位技术进行=位一体的硬件集成和算法开 发，彼此弥补缺陷，从而提高定位、导航的准确性，实现较高的综合性能，定位精度达到1-2 米，响应速度达到秒级，使游客在室内参观时能够精准的自动获得展品的定位讲解及导航、 导览指示。
[0035] 2.=模混合传感信号识别算法基于多模定位传感网络的信号覆盖，全方位的接受 定位信息，经过识别、处理和分析整合，进行均值处理，利用定位方法获得相对精确地室内 定位信息，从而使应用系统能够获得基于位置的服务能力。
[0036] 3.本发明采用RSSI测距技术，主要是使用RF信号，因为多模定位基站本身具有通 信能力，所W在多模定位基站的信号防碰撞识别和分析处理后，可W得到相对线性的RSSI 信号值；因此需要对RSSI进行一次和二次校正，并结合S角形质屯、算法，提高定位精度，改 善定位性能。
[0037] 4.本发明解决了目前主流的RFID、WiFi、化E单模技术的局限性和缺陷，W定位基 站为部署单位，根据室内环境进行设计和部署，形成=模混合信号网络，不但能提高移动设 备的定位稳定性和准确性，而且能够增强主流移动设备的信号覆盖面，实现移动端定位信 号的高覆盖和高可用性能效果。
[0038] 5.本发明中基于硬件性能的差异化处理步骤，对于解决"各种接收设备的硬件性 能差异，对相同频率和相同功率的多模定位基站发射信号的接受和处理会产生一定误差" 时需要在应用过程中不断对设备和定位校准库进行维护和训练，从而减小由于硬件接收设 备的差异导致的定位精度误差。
【附图说明】
[0039] 构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创 造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在 附图中：