基于室内定位的定位方法及其装置的制造方法_2

文档序号:8384265阅读:来源:国知局
、根据一加速度传感器获得用户的移动距离,并且根据一地磁传感器获得用户的移动 方向,W获得用户的相对位移所对应的惯导定位点坐标;步骤S150、判断用户当前是否处 于移动,若是,则执行步骤S160,否则执行步骤S170 ;步骤S160、通过所述用户相对于藍牙 基站的定位点坐标对所述惯导定位点坐标进行多次动态补偿;步骤S170、通过所述用户相 对于藍牙基站的定位点坐标替换所述惯导定位点坐标,W对所述惯导定位点坐标进行一次 性补偿。
[0029] W下将进一步详细说明每一步骤。
[0030] 步骤S110、接收至少两个藍牙基站所发送的数据包,W获取所述数据包所包含的 信号强度值。
[0031] 在此步骤中,若用户的移动路径为固定路线,在一定条件下可W只需接收两个藍 牙基站(例如Beacon基站)所发送的数据包即可。若进行平面定位,需要接收至少=个藍 牙基站所发送的数据包。当然,接收更多藍牙基站所发送的数据包,更有利于对用户的精确 定位,但是需大量的数据处理及计算,W至使得相关设备/终端需承载较大的负荷。因此, 优选的,接收=个至五个藍牙基站所发送的数据包即可,也就是说,在室内部署=个至五个 藍牙基站为较佳方案。在部分其他实施方式中,所述藍牙基站的数量可W根据现场实际情 况而定。
[0032] 当接收到藍牙基站所发送的数据包之后,可W从该数据包获得相应的信号强度值 (或称RSSI值)W及相应藍牙基站所对应的识别码。其中,所述识别码用W标识所述藍牙 基站。
[0033] 由于无线信号容易受到外界干扰,当接收到藍牙基站所发送的数据包之后,所述 数据包所包含的信号强度值有较大的波动。为了使藍牙基站定位具有稳定的信号,W能够 准确定位,因此需要对所接收到的信号强度值进行过滤处理。故在步骤S110和步骤S120 之间可W进一步执行W下步骤:过滤所述数据包的信号强度值。在该步骤中,可W进一步包 括;(11)建立一存储管道,W使所述数据包暂存于其中;(12)当经过一第二时间阔值后,从 所述存储管道中获取相应的第一数据包,并且获取所述第二时间阔值至一第=时间阔值期 间内所对应的第二数据包,其中所述第二时间阔值发生在所述第=时间阔值之后;(13)通 过平均法对第一数据包和第二数据包所形成的第=数据包进行过滤,W获取过滤后的信号 强度值。其中,考虑到藍牙基站的低功耗,每一秒钟发送数据包数量较少的情况,本发明通 过执行上述步骤(11)至步骤(13),W采用FIFO(先进先出)定时差定数据量的过滤方式来 解决在设定时间间隔下的过滤数据不足而导致过滤效果不佳的问题,从而能够在保证藍牙 基站低功耗的情况下达到较好的过滤效果。举例而说,在现有技术中,若采用大功率基站每 一秒钟发送100数据包,并且对该100个数据包采用平均法进行过滤。为了到达相同过滤 效果或更加的过滤效果,本发明通过W下方式来实现过滤;首先,建立一可容纳100个数据 包的存储管道(或称FIFO管道),W使所述数据包暂存于其中,当有数据包进入所述存储管 道时,将数据包按时间先后顺序放置于所述存储管道中。当经过一第二时间阔值(例如一 秒钟)后,从所述存储管道中获取相应(最新的)10个第一数据包,并且获取所述第二时间 阔值至一第=时间阔值(即前九秒钟)期间所对应的90个第二数据包,然后将上述10个 第一数据包和上述90个数据包组合为100个第=数据包,再通过平均法对所述100个第= 数据包进行过滤。通过采用上述过滤方式会产生一定时间(例如3秒钟)的延时,而在下 文中会进一步说明如何消除该延时问题。
[0034] 步骤S120 ;根据信号强度值计算所述至少两个藍牙基站至一移动终端的距离值。
[0035] 在获得(过滤后)的信号强度值之后,计算所述藍牙基站至一移动终端的距离值。 该距离值的计算可W根据W下公式:
[003(5]馬=1 〇(肚》,,"-肚恥,>'(1价,)
[0037] 其中,屯是已知藍牙基站与用户之间的距离;
[003引 RSSIim是藍牙基站与用户之间距离1米时测试到的RSSI值;
[0039]RSSIwt是移动终端当前获得的藍牙基站的RSSI值;
[0040] n是信号衰减系数。
[0041] 由于每一个藍牙基站的情况不同,不能采用通用方式来实现满足所有藍牙基站至 用户的距离值计算,否则容易会产生误差。因此,本发明通过在数据包中包含有多个距离值 计算的参数,如RSSIim和n,W减少误差。于是,在获取信号强度值的同时,接收到距离值计 算的参数的相应信息,进而获得不同藍牙基站至用户的相应距离值。
[0042] 步骤S130 ;根据计算出的距离值获得持有所述移动终端的一用户相对于藍牙基 站的定位点坐标。
[0043]在一时间阔值内,获得至少=个W上藍牙基站的数据包之后,根据几何原理(或 称平面法)W及在步骤S120中所计算出的距离值,并结合藍牙基站的坐标,可W获得持有 所述移动终端的一用户相对于藍牙基站的定位点坐标。在此步骤中,优选采用最小二乘逼 近法来实现计算用户相对于藍牙基站的定位点坐标,其中最小二乘逼近法是使用户相对于 藍牙基站的定位点至已知藍牙基站之间距离的差值为最小。若接收到有效数据包越多,贝U 获得的定位信息越稳定可靠。
[0044] 步骤S140 ;根据一加速度传感器获得用户的移动距离,并且根据一地磁传感器获 得用户的移动方向,W获得用户的相对位移所对应的惯导定位点坐标。
[0045] 其中,采用一加速度传感器(例如S轴加速度传感器)W获得用户的移动距离。同 时,采用一地磁传感器(例如=轴地磁传感器)W获得用户的移动方向。在此步骤中,可W 进一步采用一S轴巧螺仪,用W惯性导航(简称惯导,下文相同)。
[0046]在本实施方式中,通过=轴加速度传感器W采集加速度数据。详细而言,首先获取 用户正常移动时所述=轴加速度传感器的加速度巧片所输出的具有一定规律的波动信息, 该波动信息的频率可W拟合成为用户移动时的步伐频率。接着,通过一信号处理模块对所 述步伐频率进行处理,W获得用户的步伐数。再通过所述步伐数乘W普通步长距离,可W获 得用户的移动距离。进一步,通过所述=轴地磁传感器W获得用户的移动方向,从而可W计 算得到用户的相对位移量,并且结合用户起始点的坐标,W进一步获得相应的惯导定位点 坐标。
[0047] 由于惯导易受到非走路动作、步长不一致等因素的影响,因此获得的定位具有一 定的误差,随着时间的增加,该误差在理论上会不断地增加。考虑到藍牙基站定位易受到信 号稳定处理的延时影响,实际的位置需要一时间阔值(例如3秒钟左右)的延时才能得到, 于是,在本发明实施方式中,需要通过藍牙基站定位和惯导定位相结合方式,W对用户进行 准确定位。在藍牙基站定位和惯导定位相结合而对用户进行定位过程中,需要通过一定的 补偿方式对获得的坐标点信息进行修正。
[0048] 步骤S150、判断用户当前是否处于移动,若是,则执行步骤S160,否则执行步骤 S170。步骤S160、通过所述用户相对于藍牙基站的定位点坐标对所述惯导定位点坐标进行 多次动态补偿。步骤S170、通过所述用户相对于藍牙基站的定位点坐标替换所述惯导定位 点坐标,W对所述惯导定位点坐标进行一次性补偿。
[0049] 其中,在步骤S150中,进一步通过加速度传感器获得用户的当前移动距离的变化 量,W确定用户当前是否处于移动。例如,判断所述加速度传感器所输出的=轴数据的均方 根是否小于0. 2g(lg为重力加速度),若小于,则认为用户当前处于静止。
[0化0] 当判断出用户处于移动状态,则执行步骤S160,当判断出用户处于静止状态,则执 行步骤S170。
[0051] 当用户处于移动状态时,通过执行下述步骤W使得所述用户相对于藍牙基站的 定位点坐标对所述惯导定位点坐标进行多次动态补偿。其中步骤包括;(a)计算所述惯导 定位点坐标与所述用户相对于藍牙基站的定位点坐标之间的定位差值;化)根据一设定系 数,W获得所述定位差值对应的补偿值,其中设定系数为1/2~1/20,优选1/5 ; (C)根据所 述补偿值对所述惯导定位点坐标进行补偿修正。于是,不仅解决藍牙基站定位具有一定延 时性问题,而且不影响到用户导航的连贯性。优选的,在一第一时间阔值内(例如每一秒 钟),重复依次执行步骤(a)至步骤(C)。
[0化2] W下通过一例子进一步说明如何执行步骤(a)至(C)。
[0化3] 例如,第一次用户相对于藍牙基站的定位点坐标为(13. 00,25. 00),惯导定位点坐 标为(18. 00,15. 00)。计算所述惯导定位点坐标与所述用户相对于藍牙基站的定位点坐标 之间的定位差值,即可W获得在X轴上
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