一种蓝牙信号定位方法、多信号融合定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种蓝牙信号定位方法、多信号融合定位方法及系统，其中，蓝牙信号定位方法，基于分段衰减模型求出距离信标发射源的距离，并通过最优点的确定与行进距离的控制，在蓝牙信号波动较大时，误差较小，病痛难过对行进步伐及行进角度的计算和判断，实现实时跟进并自动调整目标位置实现精确定位，多信号融合定位方法，基于蓝牙信号定位方法，实现蓝牙、GPS、UWB及5G基站的人员以及根据这些定位信号的优先级进行融合定位,实用性强，可根据不同的环境下实现采取不同的定位方案。

【技术实现步骤摘要】
一种蓝牙信号定位方法、多信号融合定位方法及系统
本专利技术涉及无线信号定位
，特别涉及一种蓝牙信号定位方法、多信号融合定位方法及系统。
技术介绍
目前，针对室内外定位的无线信号有多种，如低速率近距离传输的通讯技术ZigBee、UWB(UltraWideband，无载波通信技术)、GPS、以及蓝牙等信号定位。其中ZigBee和UWB安装部署成本较高，GPS只能实现室外定位，相比之下，蓝牙定位安装部署成本低，功耗低。常用的蓝牙定位算法有TOA(基于到达时间进行定位)、TDOA(基于到达时间差进行定位)、AOA(基于信号到达角度进行定位)、和RSSI(信号强度计算距离进行定位)等，TOA、TDOA等算法需要严格的时钟同步使得其对硬件的要求比较高，因此成本价也高；基于RSSI的指纹定位算法需要采集大量的数据构成指纹库，因其数据量大，导致计算量也较大，实施部署难度较大，而且蓝牙信号波动较大，直接按照衰减模型计算误差较大。另一方面，传统的用于企业人员的定位方案一般通过采用单一的蓝牙或者GPS定位方案，在灵活性和实用性上都暴漏出了缺点。GPS定位方法适合室外定位，在有遮挡的室内无法正常使用，因而室内定位方案一般采用UWB和蓝牙实现。采用单一的定位方式，部署复杂度高，工期长，成本也高。因此采用多种定位方式融合的方法可以有效解决这些痛点。中国专利技术专利CN201710986123.0公开了一种基于智能手持仪的人员定方法，使用射频信号、蓝牙信号和GRPS等多种定位方式，但是对比文件中所需的蓝牙信标较多，且采用经纬度对蓝牙信标位置进行标注。且对于待定位设备采用理想情况下的rssi衰减方程，在实际的生产环境中没有实用性，受环境影响因素较大，且计算距离通常是不准确的。
技术实现思路
本专利技术为了克服以上技术的不足，提供了一种蓝牙信号定位方法、多信号融合定位方法及系统、实现蓝牙信号定位的实时跟进并自动调整目标位置实现精确定位，并实现蓝牙、GPS、UWB及5G基站信号的融合人员定位方法。充分考虑了企业人员定位方案的实施部署难、现场环境复杂等因素，可以有效的帮助用户自由选择定位方案，有助于提高企业的安全管控以及企业成本。本专利技术的第一个方面提供了一种蓝牙信号定位方法，为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案，包括基于信标位置以及距离信标的距离分段计算得到信标信号分段的衰减模型；S2、获取待定位设备接收的各个信标的信标信号强度；S3、基于预设阈值过滤获取的信标信号强度并确定是否存在最优点；S4、基于最优点或所述分段的衰减模型确定带定位设备的定位点；S5、对基于步骤S1-S4计算得到的第m个定位点，以及第m个定位点的前3次定位点，进行行进角度比较，并基于预设步伐获取第m个定位点的实际定位点且作为结果输出，其中m大于3。进一步的，步骤S1具体包括如下，S11、基于信标位置以及距离信标的距离分段采集信标信号强度；S12、对采集的信标信号强度采用最小二乘法拟合区域的衰减曲线，从而得到分段衰减模型。分段模型在实际生产环境受环境因素下，计算信标距离准确。进一步的，步骤S3具体包括：S31、基于第一预设阈值过滤小于第一预设阈值的信标信号；S32、将过滤后的信标信号强度由高到低排序；S33、如果信号强度最高的信标信号大于第二预设阈值，则判断是最优点，否则，没有最优点。进一步的，步骤S4具体包括，S41、如果判断是最优点，则最优点的位置则是待定位设备的定位点；S42、如果没有最优点，则将过滤后的信标信号强度分别带入分段衰减模型计算出距离每个信标的距离，并通过质心加权计算得出待定位设备的定位点。通过对最优点的确定，降低了定位误差。进一步的，步骤S5具体包括，S51，经步骤S1-S4得到的第m个定位点与确定的第m-1个定位点计算得到第一行进角度；S52,第m-1个定位点与第m-2个定位点计算得到第二行进角度，以及，第m-2个定位点与第m-3个定位点计算得到第三行进角度；S53，第一行进角度与第二行进角度以及第三行进角度进行比较，并根据比较结果以及预设步伐，确定第m个点的实际定位点。进一步的，步骤S53包括，对第一行进角度与第二行进角度以及第三行进角度的进行比较，并基于比较结果计算得到行进距离与预设步伐或继续对第一行进角度与第二行进角度进行比较；基于第一行进角度与第二行进角度的比较结果和最优点，得到预设行进步伐或者等待下一次计算。进一步的，步骤S53具体包括，对第一行进角度与第二行进角度以及第三行进角度进行比较，若第一/第二/第三行进角度三者均一致，则比较计算得到的行进距离与预设步伐：若行进距离小于预设步伐，则确定待定位设备按照行进距离行进；若行进距离大于预设步伐，按照预设步伐行进；否则，对第一行进角度与第二行进角度进行比较，若第一行进角度与第二行进角度一致，并且有最优点，则按照第一预设步伐行进；若第一行进角度与第二行进角度不一致，并且有最优点，则按照第二预设步伐行进；否则，等待下一次计算。本专利技术的第二个方面提供了一种多信号融合定位方法，包括如下步骤，便携式定位终端基于接收的多种定位信号，以及基多种定位信号的优先级，选择对应的定位方式和定位信号上报定位引擎，其中，多种定位信号至少包括UWB信号、蓝牙信号、5G基站信号以及GPS定位信号中任意一种；定位引擎基于接收的定位方式以及定位信号，解析得到定位结果，若定位引擎接收蓝牙信号定位方式以及蓝牙信号，则定位引擎运行上述蓝牙信号定位方法，用于定位便携式定位终端。UWB信号、蓝牙信号、5G基站信号以及GPS定位信号的多种定位信号融合方式，在实际应用中更灵活更实用，对于部署的复杂度要求更低。进一步的，便携式定位终端基于接收的多种定位信号，以及多种定位信号的优先级，选择对应的定位方式上报定位引擎，具体包括：便携式定位终端基于获取的多种定位信号的优先级，选择对应的定位方式上报定位引擎，若便携式定位终端获取的GPS信号优先级最高，则采用GPS定位方式，将GPS数据上报定位引擎；若便携式定位终端获取的5G基站信号优先级最高，则采用5G基站信号定位方式，将5G基站信号上报定位引擎；若便携式定位终端获取的UWB信号优先级最高，则采用UWB定位方式，将UWB信号上报定位引擎；若便携式定位终端获取的蓝牙信号优先级最高，则采用蓝牙定位方式，将信标RSSI信号上报定位引擎，并基于信号强度和信标坐标信息，计算得到待定位设备位置。一般便携式定位终端接收的定位信号的优先级为UWB信号＞蓝牙信号＞5G基站信号＞GPS信号。基于定位精度需求，便携式定位终端对应发送定位引擎对应的的定位信号和定位方式。根据室内或者室外，和定位精度和成本需求，选择合适的定位方式进行定位。本专利技术的第三个方面提供了一种多信号融合定位系统，至少包括，至少一个用于发射蓝牙信号的信标，若干UWB定位标签；便携式定位终端，所述便携式定位终端至少包括UWB定位模块、蓝牙模块GPS模块，5G通讯模块，用于基于接收的UWB信号、蓝牙信号、5G基站信号以及GPS定位信号的信号优先级，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓝牙信号定位方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、基于信标位置以及距离信标的距离分段计算得到信标信号分段的衰减模型；/nS2、获取待定位设备接收的各个信标的信标信号强度；/nS3、基于预设阈值过滤获取的信标信号强度并确定是否存在最优点；/nS4、基于最优点或所述分段的衰减模型确定待定位设备的定位点；/nS5、对基于步骤S1-S4计算得到的第m个定位点，以及第m个定位点的前3次定位点，进行行进角度比较，并基于预设步伐获取第m个定位点的实际定位点且作为结果输出，其中m大于3。/n

【技术特征摘要】
20201229 CN 202011587783X1.一种蓝牙信号定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、基于信标位置以及距离信标的距离分段计算得到信标信号分段的衰减模型；
S2、获取待定位设备接收的各个信标的信标信号强度；
S3、基于预设阈值过滤获取的信标信号强度并确定是否存在最优点；
S4、基于最优点或所述分段的衰减模型确定待定位设备的定位点；
S5、对基于步骤S1-S4计算得到的第m个定位点，以及第m个定位点的前3次定位点，进行行进角度比较，并基于预设步伐获取第m个定位点的实际定位点且作为结果输出，其中m大于3。


2.根据权利要求1所述的蓝牙信号定位方法，其特征在于，步骤S1具体包括：
S11、基于信标位置以及距离信标的距离分段采集信标信号强度；
S12、对采集的信标信号强度采用最小二乘法拟合区域的衰减曲线，从而得到分段衰减模型。


3.根据权利要求1所述的蓝牙信号定位方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
S31、基于第一预设阈值过滤小于第一预设阈值的信标信号；
S32、将过滤后的信标信号强度由高到低排序；
S33、如果信号强度最高的信标信号大于第二预设阈值，则判断是最优点，否则，没有最优点。


4.根据权利要求3所述的蓝牙信号定位方法，其特征在于，步骤S4具体包括，
S41、如果判断是最优点，则最优点的位置则是待定位设备的定位点；
S42、如果没有最优点，则将过滤后的信标信号强度分别带入分段衰减模型计算出距离每个信标的距离，并通过质心加权计算得出待定位设备的定位点。


5.根据权利要求4所述的蓝牙信号定位方法，其特征在于，步骤S5具体包括，
S51，经步骤S1-S4得到的第m个定位点与确定的第m-1个定位点计算得到第一行进角度；
S52,第m-1个定位点与第m-2个定位点计算得到第二行进角度，以及，第m-2个定位点与第m-3个定位点计算得到第三行进角度；
S53，第一行进角度与第二行进角度以及第三行进角度进行比较，并根据比较结果以及预设步伐，确定第m个点的实际定位点。


6.根据权利要求5所述的蓝牙信号定位方法，其特征在于，所述步骤S53包括，
对第一行进角度与第二行进角度以及第三行进角度进行比较，并基于比较结果计算得到行进距离与预设步伐或继续对第一行进角度与第二行进角度进行比较；
基于第一行进角度与第二行进角度的比较结果和最优点，得到预设行进步伐或者等待下一次计算。


7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晶，张军伟，魏传，姚冰，陈正胤，
申请(专利权)人：浙江中控技术股份有限公司，浙江中控软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33