[发明专利]基于低功耗蓝牙技术精确定位设备坐标的方法及其应用

摘要

本发明涉及一种基于低功耗蓝牙技术精确定位设备坐标的方法。本发明涉及一种利用上述的基于低功耗蓝牙技术精确定位设备坐标的方法对位于规划区域内的移动设备进行定位导航及信息发布的方法。本发明使用成熟的BLE技术，信标基站建立成本低，用户方面无需购买任何硬件设备，只需安装一个软件应用便可以在已铺设信号网络的室内外区域范围使用服务。本发明将传统的区域平面图充分数据化，搭建出实时引导的空间坐标地图基础构架，结合成熟的BLE技术，利用移动终端设备为输出载体，方法的可执行性强，数据精度高，功能有极大的塑造性和可拓展性。弥补现有导航方式的不足，提高定位精度、导航的准确性和用户的体验性满足用户在寻路方面的更多需求。

主权项

一种基于低功耗蓝牙技术精确定位设备坐标的方法，其特征在于，步骤为：第一步、在目标区域内布置多个信标设备，每个信标设备为一个蓝牙信号发送基站，向进入目标区域内的具有蓝牙组件的移动设备发出蓝牙信号广播，信标设备的数量需同时满足：所有信标设备发出的蓝牙信号广播能够将整个目标区域完全覆盖；若目标区域位于二维空间内，则具有蓝牙组件的移动设备移动至目标区域的任意位置点时能够同时接收到至少三个不同信标设备发出的蓝牙信号广播，若目标区域位于三维空间内，则具有蓝牙组件的移动设备移动至目标区域的任意位置点时能够同时接收到至少四个不同信标设备发出的蓝牙信号广播；第二步、获取每个信标设备在目标区域内的位置坐标；第三步、若目标区域位于二维空间内，则进入目标区域的移动设备的位置坐标(x，y)通过求解下列方程组得到：$\left\{\begin{array}{c}{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2=d_1^2\\ {(x-x_2)}^2+{(y-y_2)}^2=d_2^2\\ (x-x_3)+{(y-y_3)}^2=d_3^2\end{array}\right.,$其中：(x₁，y₁)、(x₂，y₂)、(x₃，y₃)分别为三个不同的向位于位置坐标(x，y)处的移动设备发出蓝牙信号广播的信标设备的位置坐标，d₁、d₂、d₃分别为上述三个不同的信标设备分别与位于位置坐标(x，y)处的移动设备之间的距离；若目标区域位于二维空间内，则进入目标区域的移动设备的位置坐标(x，y，z)通过求解下列方程组得到：$\left\{\begin{array}{c}{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2+{(z-z_1)}^2=d_1^2\\ {(x-x_2)}^2+{(y-y_2)}^2+{\left({z-z}_2\right)}^2=d_2^2\\ {(x-x_3)}^2+{(y-y_3)}^2+{(z-z_3)}^2=d_3^2\\ {(x-x_4)}^2+{(y-y_4)}^2+{(z-z_4)}^2=d_4^2\end{array}\right.,$其中：(x₁，y₁，z₁)、(x₂，y₂，z₂)、(x₃，y₃，z₃)、(x₄，y₄，z₄)分别为四个不同的向位于位置坐标(x，y，z)处的移动设备发出蓝牙信号广播的信标设备的位置坐标，d₁、d₂、d₃、d₄分别为上述四个不同的信标设备分别与位于位置坐标(x，y，z)处的移动设备之间的距离；位于目标区域内的移动设备与任意一个信标设备之间的距离根据移动设备接收到信标设备发出的蓝牙信号广播的信号强度RSSI与该信标设备之间的距离之间的关系确定：RSSI＝P_s+P_a‑P(d)，P_S为当前信标设备的信号发射功率，P_a为当前信标设备的天线增益，P(d₀)为当前信标设备的蓝牙信号广播传播设定距离d₀后的损耗，通过无线电自由空间传播模型计算得来，设定距离d₀为预先确定的常数，n为传播修正因子，X是一个均值为0，方差为σ的正态随机的干扰修正因子变量，d为所要求取的当前信标设备与移动设备之间的距离。