一种蓝牙、WiFi及惯导技术融合的室内定位方法以及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种蓝牙、WiFi及惯导技术融合的室内定位方法以及系统，方法包括周期性的执行以下步骤：S100、终端实时扫描获取可扫描到的WiFiAP和蓝牙beacon的楼层、位置和对应的信号强度；S200、根据扫描结果计算各AP和beacon距离终端的距离；S300、根据各AP和beacon距离终端的距离以及大气压变化，确定终端所在的楼层，进而筛选出该楼层的AP和beacon；S400、基于惯性导航技术得到终端的新位置，根据所述新位置以及筛选出的AP和beacon的位置和距离终端的距离确定终端的位置。本发明专利技术因为融合了蓝牙、WiFi及惯导技术的多种定位技术，能有效提高定位的精度且延时低，且整个算法的复杂度低，便于在移动终端上实现。

Indoor positioning method and system integrating Bluetooth, WiFi and inertial navigation technology

The invention discloses a Bluetooth, WiFi and inertial navigation technology fusion indoor positioning method and system method, including the periodic execution of the following steps: S100, terminal access to real-time scanning can scan WiFiAP and Bluetooth beacon floors, position and the corresponding signal strength; S200, AP and beacon calculated according to the distance from the terminal the results of scanning distance; S300, AP and beacon according to the distance from the terminal distance and the change of atmospheric pressure, determine the terminal of the floors, and then screened the floors of the AP and beacon; S400, inertial navigation technology has been a new location based on the terminal, the terminal position is determined according to the new location and the distance between the location and distance of the terminal the selected AP and beacon. The invention has many advantages such as Bluetooth, WiFi and inertial navigation technology, and can effectively improve the positioning accuracy, and the time delay is low, and the complexity of the whole algorithm is low, so that the method is convenient for realizing on the mobile terminal.

【技术实现步骤摘要】
一种蓝牙、WiFi及惯导技术融合的室内定位方法以及系统
本专利技术涉及导航领域，尤其涉及一种蓝牙、WiFi及惯导技术融合的室内定位方法以及系统。
技术介绍
室内定位是指在室内环境无法使用卫星定位时，使用室内定位技术作为卫星定位的辅助定位，解决卫星信号到达地面时较弱、不能穿透建筑物的问题。最终定位物体当前所处的位置。常见的室内定位技术有通讯网络的蜂窝定位、Wi-Fi、蓝牙、红外线、超宽带、RFID、ZigBee和超声波。还有融合蓝牙和wifi的定位算法，通过部署的蓝牙基站和wifiAP保证定位网络的无缝覆盖。但是，现有的室内定位技术计算复杂度高，不适合在手持终端上应用；耗电量大，也不适合在使用电池的移动终端上应用；精度低，延时大，不满足高精度实时定位导航的需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种蓝牙、WiFi及惯导技术融合的室内定位方法以及系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一方面，本专利技术公开了一种蓝牙、WiFi及惯导技术融合的室内定位方法，包括周期性的执行以下步骤：S100、终端实时扫描获取可扫描到的WiFiAP和蓝牙beacon的楼层、位置和对应的信号强度；S200、根据扫描结果计算各AP和beacon距离终端的距离；S300、根据各AP和beacon距离终端的距离以及大气压变化，确定终端所在的楼层，进而筛选出该楼层的AP和beacon；S400、基于惯性导航技术得到终端的新位置，根据所述新位置以及筛选出的AP和beacon的位置和距离终端的距离确定终端的位置。在本专利技术所述的室内定位方法中，步骤S300中所述的确定终端所在的楼层包括：S310、分别计算扫描到的各个楼层的AP和beacon的加权函数之和，其中，所述加权函数与WiFiAP或者蓝牙beacon距离终端的距离相关；S320、判断加权函数之和最大的楼层与终端前一个时刻所在的楼层是否相同，如果相同，则确定加权函数之和最大的楼层为终端所在的楼层；如果不同，则判断需要切换楼层并进入步骤S330；S330、判断测量到的大气压的变化是否超过相应的阈值，如果超过，则切换楼层，确定加权函数之和最大的楼层为终端所在的楼层；如果未超过，则判断终端所在的楼层为前一个时刻所在的楼层。在本专利技术所述的室内定位方法中，所述方法还包括：如果连续一定次数判断需要切换楼层且测量到的大气压的变化未超过相应的阈值，则切换楼层。在本专利技术所述的室内定位方法中，步骤S400中所述的基于惯性导航技术得到终端的新位置包括：利用磁场传感器和陀螺仪传感器确定终端的移动方向，利用加速度传感器确定步数，根据步长确定移动距离，根据前一个时刻终端的位置，基于以下公式估计终端的新位置：xt＝xt-1+d2*cos(θ)，yt＝yt-1+d2*cos(θ)其中，xt、yt表示表示新位置，xt-1、yt-1表示表示前一个时刻终端的位置，d2表示移动距离，θ表示终端的移动方向。在本专利技术所述的室内定位方法中，步骤S400中所述的根据所述新位置以及筛选出的AP和beacon的位置和距离终端的距离确定终端的位置包括：将使函数的取值最小的x和y作为终端的位置，其中，K代表筛选出的AP和beacon的个数，xK和yK代表基于惯性导航技术得到的终端的新位置，di代表第i个AP或者beacon距离终端的距离，f(di)表示与di相关的加权函数，xi和yi代表第i个AP或者beacon的位置。在本专利技术所述的室内定位方法中，步骤S200包括：利用各AP和beacon的信号强度，基于信道衰减模型d1＝a*log(rssi)+b计算得到各AP和beacon距离终端的距离；其中，d1表示WiFiAP或者蓝牙beacon的距离终端的距离，rssi表示信号强度，a、b均为常数，a、b的数值为经验值或者由现场测试训练得到。在本专利技术所述的室内定位方法中，步骤S100包括：终端实时扫描AP和beacon，记录AP和beacon的设备信息，所述设备信息包括：用于唯一标识AP的MAC地址或者SSID以及记录用于唯一标识beacon的以下三者中的一个或者任意个的组合：UUID、major、minor；根据所述设备信息查询AP和beacon的位置表，获取各个AP和beacon的楼层以及位置。在本专利技术所述的室内定位方法中，所述方法还包括：S500、对步骤S400中确定的位置进行滤波处理。另一方面，本专利技术还公开了一种基于所述的室内定位方法的室内定位系统，包括终端、WiFiAP和蓝牙beacon。在本专利技术所述的室内定位系统中，所述终端包括：WiFi模块、蓝牙模块、气压计模块、计算模块、存储模块、无线传输模块、磁场传感器模块、陀螺仪传感器模块、加速度传感器模块。实施本专利技术的蓝牙、WiFi及惯导技术融合的室内定位方法以及系统，具有以下有益效果：本专利技术因为融合了蓝牙、WiFi及惯导技术的多种定位技术，能有效提高定位的精度且延时低，且整个算法的复杂度低，便于在移动终端上实现。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：图1是本专利技术的实施例一的流程图；图2是本专利技术的实施例二的流程图；图3是本专利技术的实施例三的结构示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的典型实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。词语“相等”、“相同”或者其他类似的用语，不限于数学术语中的绝对相等或相同，在实施本专利所述权利时，可以是工程意义上的相近或者在可接受的误差范围内。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本专利技术总的思路是：终端实时扫描获取可扫描到的WiFiAP和蓝牙beacon的楼层、位置和对应的信号强度；根据扫描结果计算各AP和beacon距离终端的距离；根据各AP和beacon距离终端的距离以及大气压变化，确定终端所在的楼层，进而筛选出该楼层的AP和beacon；基于惯性导航技术得到终端的新位置，根据所述新位置以及筛选出的AP和beacon的位置和距离终端的距离确定终端的位置。为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本专利技术实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本专利技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。实施例一参考图1，实施例一中公开了一种室内定位方法，方法包括周期性的执行以下步骤：S100、终端实时扫描获取可扫描到的WiFiAP和蓝牙beacon的楼层、位置和对应的信号强度；具体的，终端实时扫描AP和beacon，记录AP和beacon的设备信息，根据所述设备信息获取各个AP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓝牙、WiFi及惯导技术融合的室内定位方法，其特征在于，包括周期性的执行以下步骤：S100、终端实时扫描获取可扫描到的WiFi AP和蓝牙beacon的楼层、位置和对应的信号强度；S200、根据扫描结果计算各AP和beacon距离终端的距离；S300、根据各AP和beacon距离终端的距离以及大气压变化，确定终端所在的楼层，进而筛选出该楼层的AP和beacon；S400、基于惯性导航技术得到终端的新位置，根据所述新位置以及筛选出的AP和beacon的位置和距离终端的距离确定终端的位置。

【技术特征摘要】
1.一种蓝牙、WiFi及惯导技术融合的室内定位方法，其特征在于，包括周期性的执行以下步骤：S100、终端实时扫描获取可扫描到的WiFiAP和蓝牙beacon的楼层、位置和对应的信号强度；S200、根据扫描结果计算各AP和beacon距离终端的距离；S300、根据各AP和beacon距离终端的距离以及大气压变化，确定终端所在的楼层，进而筛选出该楼层的AP和beacon；S400、基于惯性导航技术得到终端的新位置，根据所述新位置以及筛选出的AP和beacon的位置和距离终端的距离确定终端的位置。2.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，步骤S300中所述的确定终端所在的楼层包括：S310、分别计算扫描到的各个楼层的AP和beacon的加权函数之和，其中，所述加权函数与WiFiAP或者蓝牙beacon距离终端的距离相关；S320、判断加权函数之和最大的楼层与终端前一个时刻所在的楼层是否相同，如果相同，则确定加权函数之和最大的楼层为终端所在的楼层；如果不同，则判断需要切换楼层并进入步骤S330；S330、判断测量到的大气压的变化是否超过相应的阈值，如果超过，则切换楼层，确定加权函数之和最大的楼层为终端所在的楼层；如果未超过，则判断终端所在的楼层为前一个时刻所在的楼层。3.根据权利要求2所述的室内定位方法，其特征在于，所述方法还包括：如果连续一定次数判断需要切换楼层且测量到的大气压的变化未超过相应的阈值，则切换楼层。4.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，步骤S400中所述的基于惯性导航技术得到终端的新位置包括：利用磁场传感器和陀螺仪传感器确定终端的移动方向，利用加速度传感器确定步数，根据步长确定移动距离，根据前一个时刻终端的位置，基于以下公式估计终端的新位置：xt＝xt-1+d2*cos(θ)，yt＝yt-1+d2*cos(θ)其中，xt、yt表示表示新位置，xt-1、yt-1表示表示前一个时...

【专利技术属性】
技术研发人员：易友文，李东蔚，莫梦舒，
申请(专利权)人：深圳墨兔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44