[发明专利]一种基于蓝牙和PDR数据融合的室内定位方法

说明书

本发明公开了一种基于蓝牙和PDR数据融合的室内定位方法，包括以下步骤：首先采用小波消噪算法消除RSSI中的噪声以提高测距精度，然后建立RSSI测距方程；再利用基于手机内置的加速度传感器检测行走的步数并在此基础上估算出步幅，通过磁力计和陀螺仪参数估算行人方位角，建立PDR测角方程；最后结合PDR测角方程与蓝牙RSSI测距方程进行数据融合，该方法可以有效的减小PDR定位方法存在的误差累积现象，从而达到提高定位与跟踪准确性的目的。本发明可以克服单独采用蓝牙定位和单独采用PDR定位各自的缺陷获得较好的定位跟踪效果。

技术领域

本发明涉及的是信息系统技术领域，具体涉及一种基于蓝牙和PDR数据融合的室内定位方法。

背景技术

随着无线网络和移动通信技术的飞速发展，现代人们生活对定位的需求越发明显。当前社会的定位越发趋向于对室内定位的需求，相对于室外定位发展成熟，室内定位无疑还在起步阶段。人们生活休闲的场所越来越趋向于大规模的大型休闲娱乐购物中心；大型的地下停车场已经开始流行；伴随人口的增长，综合性的大型医疗中心也日益增多。在这些大规模的室内环境迅猛发展的情况下，室内定位更加突显其重要性。通过室内定位，一方面可以获知或赋予特定主体位置信息；另一方面可以监控或实时跟踪特定主体的位置信息。当灾难来临时，室内定位同样会发挥举足轻重的作用，如在火灾发生的情况下，室内定位可以为消防人员提供火势下复杂的室内空间格局，避免不必要的人员伤亡。室内定位的应用涉及众多领域，这都催生这室内定位发展的快速前进。当前常用的室内定位技术主要有超声波技术、红外线技术、超快带(UWB)、射频识别(RFID)、ZigBee、、蓝牙定位、地磁定位等。

而上述定位技术均为单一的定位技术很难同时满足室内定位对实时性、准确性、适应性和可靠性要求的问题，

综上所述，本发明设计了一种基于蓝牙和PDR数据融合的室内定位方法。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种基于蓝牙和PDR数据融合的室内定位方法，可以克服单独采用蓝牙定位和单独采用PDR定位各自的缺陷获得较好的定位跟踪效果。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于蓝牙和PDR数据融合的室内定位方法，包括以下步骤：

首先采用小波消噪算法消除RSSI中的噪声以提高测距精度，然后建立RSSI测距方程；再利用基于手机内置的加速度传感器检测行走的步数并在此基础上估算出步幅，通过磁力计和陀螺仪参数估算行人方位角，建立PDR测角方程；最后结合PDR测角方程与蓝牙RSSI测距方程进行数据融合，该方法可以有效的减小PDR定位方法存在的误差累积现象，从而达到提高定位与跟踪准确性的目的。

本发明中的PDR行人位置估计，通过手机内置的加速度计、陀螺仪和磁力计等传感器采集行人运动数据。利用测得的加速度数据推算出行人的步频、步长信息，利用测得的磁力计和陀螺仪数据推算出运动的方位角信息，然后根据前一时刻行人的位置推算出当前时刻行人的位置。

本发明中的蓝牙测距数据处理，小波变换无论在时域还是频域都具有优良的局部化特性，非常适用于对蓝牙模块接收的RSSI数据进行预处理。可将接收到的蓝牙RSSI信号逐级分解成低频信息与高频信息，将各种不同频率组成的混合信号分解成不同频带的子信号然后进行阈值消噪。

本发明具有以下有益效果：

1、精度和稳定性的提高：由于基于蓝牙的定位方法没有充分利用历史信息，定位结果会出现定位结果围绕真实轨迹随机跳变的现象。PDR定位方法存在的误差累积现象，随着时间的增加误差不断积累导致后面的定位结果远远偏离真实轨迹。本发明采用三次最小二乘算法融合消噪后的RSSI数据和PDR数据进行定位计算，有效的减小PDR定位方法存在的误差累积现象和小波变换消噪的蓝牙定位算法的位置跳变现象，获得了较好的定位与跟踪效果；