[发明专利]一种适用于蓝牙室内定位方式下的寻向方法

说明书

本发明专利涉及一种适用于蓝牙室内定位方式下的寻向方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：采集信号步骤、S2信号处理步骤、S3定位步骤、S4计算核心角度变量步骤、S5寻向步骤、S6判断步骤。本发明很好地解决了蓝牙室内定位中的寻向问题，能够普遍的在室内环境中指出出具体的方向，同时，其具有成本更低，运算速度快的优点。本发明提出的基于前进方向的角度寻向算法利用空间向量之间的夹角，给出目标位置相对于当前位置的方向，在相对普遍的环境中，定位寻向更加方便。

技术领域

本发明涉及一种适用蓝牙室内定位方式下的寻向方法，室内寻向方法采用基于前进方向的角度寻向算法，通过蓝牙信标精确定位，再根据坐标算出角度从而实现寻向的方法，属于室内定位寻向领域的关键技术。

背景技术

现代社会，人们每天大概有80％的时间是在室内度过的，为了满足人们对于学习、工作和生活的需求，室内寻向技术顺势而生。近些年来，随着越来越多的摩天大楼、购物商场、交通枢纽、体育场馆、医疗中心等拥有巨大空间容量的建筑物的落成，以及智能手机的普及，室内定位寻向技术得到了越来越广泛的应用。

本发明采用定位方式的是基于蓝牙ibeacon的四点定位算法，通过到蓝牙信标的距离和蓝牙信标的位置坐标算出当前位置坐标。再给出指定的目标位置坐标，通过计算前进方向向量与目标方向向量的角度求出目标位置相对于当前位置的方向。相较于传统路径规划算法，本基于前进方向的角度寻向算法适用于大多数简单普遍的室内环境，成本低，速度快；对比AOD算法，本算法需要布置的天线少，受到的干扰少，从而使寻向精度更高，导向更加准确。

发明内容

本发明提供了一种适用于蓝牙室内定位方式下的寻向方法通过基于前进方向的角度寻向算法代替路径规划算法，从而减少建模，其具有更加方便、成本更低、运算速度更快的优点。

为了实现上述目的，本申请提供了一种适用于蓝牙室内定位方式下的寻向方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：采集信号步骤：设置室内蓝牙网络，移动设备端处于蓝牙网络内时调用蓝牙权限搜索、连接目标ibeacon，接收蓝牙信号并获得信标的RSSI值、MAC 地址；

S2：信号处理步骤：对步骤S1采集的信号进行处理，调用经高斯滤波和拉依达准则处理，并通过MATLAB数据拟合建立RSSI模型；

S3：定位步骤：调用RSSI模型并使用四点定位算法确定移动终端A的三维坐标位置，参考点处于不同高度的时候，使用最小二乘法；；

S4：计算核心角度变量步骤：首先间隔0.5s取移动终端实时定位并形成前进方向，将前进方向空间向量和目标方向空间向量分别投影至二维平面；然后调用基于前进方向的角度寻向算法，计算前进方向空间向量投影和目标方向空间向量投影的角度θ₁、前进方向空间向量投影的正交向量和目标方向空间向量投影的角度θ₂核心角度变量；

S5：寻向步骤：根据步骤S4中计算出的角度θ₁和角度θ₂进行前进方向的判断，从而发送信号给移动设备端；

S6：判断步骤：不断重复S1-S5，从而实现实时目标寻向，直至移动终端和目标位置距离在0.1m以内时，终止算法。

进一步：所述的步骤S1中设置室内蓝牙网络是指在室内设置四个基准点，通过四个基准点形成室内蓝牙网络，使移动设备端位于室内室都处于室内蓝牙网络的覆盖范围内。

又进一步：所述的室内蓝牙网络的广播周期为10ms，功率大小为-20dBm，单个信标工作半径为50-55m。

又进一步：所述的步骤S3中当参考点在同一高度时，即rank(A)＜3，用牛顿迭代法且最好将信标放在最低面或者最高面，以降低误差。

又进一步：所述步骤S4中的基于前进方向的角度寻向算法为：