[发明专利]一种基于蓝牙、PDR和地图匹配融合的室内人员定位方法

说明书

本发明公开了一种基于蓝牙、PDR和地图匹配融合的室内人员定位方法，包括以下步骤：S1，在室内布设多个蓝牙信标，将室内环境划分为若干个不同的子区域，获取每个子区域中心定位参考点的指纹信息，将所有定位参考点的指纹信息存储在指纹数据库中；S2，获取用户手机终端接收到的多个蓝牙信标的RSSI数据，计算手机终端的蓝牙指纹初步定位结果；S3，采用粒子滤波算法和PDR定位算法对蓝牙指纹初步定位结果进行修正；S4，基于矢量表示法构建室内地图，利用室内地图矫正粒子穿墙和轨迹穿墙的现象，对步骤S3中修正后的定位结果进行二次修正。本发明通过上述方法有效地抑制了蓝牙定位的波动性及PDR定位累计的漂移误差，提高了融合定位系统的准确性和稳定性。

技术领域

本发明属于室内定位技术领域，具体涉及一种基于蓝牙、PDR和地图匹配融合的室内人员定位方法。

背景技术

目前室内导航定位需求日益增长，然而室外定位技术如全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)、通用分组无线服务/码分多址通信（GPRS/CDMA）定位等在室内场所难以适用。室内定位一般采用终端发送超宽带（Ultra Wideband ，UWB）、Wi-Fi等近距离通信信号再经过多个接收装置接收，或者运用惯性导航器件（Microelectro Mechanical Systems，MEMS）进行行人航迹推导定位（Pedestrian DeadReckoning，PDR）。

UWB定位是由多个传感器采用TDOA（Time Difference of Arrival，到达时间差）和AOA定位算法对标签位置进行分析，具有多径分辨能力、精度高、定位精度可达厘米级等特点，但基站价格贵，部署成本高。

Wi-Fi定位技术的主要特点是传输速率商，可靠性高，建网快，便捷，可移动性好，组网价格低廉；但是往往受外界干扰比较大，而且定位误差较大，其功耗也大。

行人航迹推导定位方法是根据行人步态特征提出的一种相对定位方法，在已知起始位置的情况下，它通过传感器数据的变化，估算行人的步数、步长和航向，从而确定行人的位置；PDR的优点在于定位的自主性和连贯性，不受复杂室内环境限制，在短时间内有很好的定位精度；但PDR只能做相对定位，并且存在累积误差，长时间容易导致定位精度急剧下降。

蓝牙定位技术利用蓝牙拥有的短距离、低功耗优势，先在室内关键位置安装适当的蓝牙AP，再把蓝牙网络配置成多用户的基础网络连接模式，通过测量蓝牙AP的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator，RSSI)进行定位；但蓝牙定位技术对于复杂的空间环境稳定性稍差，受噪声信号干扰大，且穿墙性能较差。

针对城市城市轨道交通等室内定位应用场景，结合公众用户群体需求，综合考虑定位精度、经济性和工程量等因素，亟需提供一种基于蓝牙、PDR和地图匹配融合的室内人员定位方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种基于蓝牙、PDR和地图匹配融合的室内人员定位方法，利用粒子滤波算法融合蓝牙指纹定位和PDR定位，结合矢量地图约束对粒子权重进行更新，并对定位结果再修正，定位准确，稳定强。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于蓝牙、PDR和地图匹配融合的室内人员定位方法，包括以下步骤：

S1，在室内布设多个蓝牙信标，将室内环境按照等间隔划分方式划分为若干个子区域，获取每个子区域中心定位参考点的指纹信息，将所有定位参考点的指纹信息存储在指纹数据库中；

S2，获取用户手机终端接收到的多个蓝牙信标的RSSI数据，计算手机终端的蓝牙指纹初步定位结果；

S3，采用粒子滤波算法和PDR定位算法对蓝牙指纹初步定位结果进行修正；

S4，基于矢量表示法构建室内地图，利用室内地图矫正粒子穿墙和轨迹穿墙的现象，对步骤S3中修正后的定位结果进行二次修正。