基于蓝牙通信的室内定位方法、系统和BLE芯片技术方案

本申请实施例提供一种基于蓝牙通信的室内定位方法、系统和BLE芯片，所述方法包括在定位区域内排布安装信标和阵列天线；根据所述信标，建立指纹库，所述指纹库中包括信号指纹和坐标位置的关联信息；根据所述信标和/或所述阵列天线，确定所述定位区域内的目标位置。在本申请实施例中，将位置指纹定位和多天线定位相结合，优先采用多天线定位确定目标位置，当目标处于多天线定位覆盖范围外时，采用位置指纹定位确定目标位置。可以消除特定场所的障碍物对多天线定位的影响；解决环境变化大的区域位置指纹定位效果差的问题；在保证定位精度的情况下，尽量减小指纹库的大小。尽量减小指纹库的大小。尽量减小指纹库的大小。

【技术实现步骤摘要】
基于蓝牙通信的室内定位方法、系统和BLE芯片


[0001]本申请涉及通信
，具体地涉及一种基于蓝牙通信的室内定位方法、系统和BLE芯片。

技术介绍

[0002]室内定位是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位、动作捕捉等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。
[0003]相关技术中，常用的室内定位方法包括位置指纹定位和多天线定位。
[0004]其中，位置指纹定位包括两个阶段：第一阶段为训练/离线阶段，主要工作是采集所需定位区域各参考点的信号特征参数，例如信号场强度、多径相角分量功率等，建立位置信息和信号特征参数的对应关系，形成指纹库；第二阶段为定位/在线阶段，利用接收机测定接收信号的信号特征参数，采用匹配算法确定接收信号的信号特征参数与指纹库中哪一组数据相匹配，从而确定接收机的位置信息。但是，位置指纹定位不适合环境变化太快的区域，另外，位置指纹定位的精度取决于数据库的大小，如果要提高定位精度，需要建立庞大的数据库，且数据库需要定期或不定期进行更新。
[0005]多天线定位与蓝牙(Bluetooh Low Energy，BLE)到达角(angle of arrival，AOA)/出发角(angle of departure，AOD)定位系统的原理一致，其主要区别在于天线模型以及数据处理算法。当前用于定位的天线模型主要有三种形式：线阵、矩形阵以及圆阵。理论上来讲，多天线定位可以获得较高的定位精度，但是多天线定位无法解决定位区域内的障碍物对信号的影响。

技术实现思路

[0006]本申请提供一种基于蓝牙通信的室内定位方法、系统和BLE芯片，以利于解决现有技术中位置指纹定位不适合环境变化太快的区域且需要建立庞大的数据库，以及多天线定位无法解决定位区域内的障碍物对信号的影响的问题。
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种基于蓝牙通信的室内定位方法，包括：
[0008]在定位区域内排布安装信标和阵列天线；
[0009]根据所述信标，建立指纹库，所述指纹库中包括信号指纹和坐标位置的关联信息；
[0010]根据所述信标和/或所述阵列天线，确定所述定位区域内的目标位置。
[0011]优选地，所述根据所述信标，建立指纹库，包括：
[0012]根据所述信标，以及所述阵列天线的覆盖区域，建立指纹库，其中，配置所述阵列天线的覆盖区域内的指纹库精度小于所述阵列天线的覆盖区域外的指纹库精度。
[0013]优选地，所述阵列天线的覆盖区域外包括超出所述阵列天线的覆盖区域的最大覆盖距离，和/或受障碍物遮挡的区域。
[0014]优选地，所述根据所述信标和/或所述阵列天线，确定所述定位区域内的目标位
置，包括：
[0015]若所述阵列天线检测到目标，则根据所述阵列天线的定位结果，确定目标位置；
[0016]若所述阵列天线未检测到目标，则根据所述信标的定位结果，确定目标位置。
[0017]优选地，所述阵列天线的数量为两个或两个以上，所述若所述阵列天线检测到目标，则根据所述阵列天线的定位结果，确定目标位置，包括：
[0018]根据所述信标的定位结果确定目标所在区域；
[0019]根据所述目标所在区域内的阵列天线的定位结果，确定目标位置。
[0020]优选地，所述阵列天线为立体阵列天线，所述立体阵列天线包括第一半圆阵列和第二半圆阵列；
[0021]所述第一半圆阵列和所述第二半圆阵列分别包括N和M个天线，所述N个天线中的1个天线位于所述第一半圆阵列的圆心位置，N
‑
1个天线位于所述第一半圆阵列的半圆弧位置，所述M个天线中的1个天线位于所述第二半圆阵列的圆心位置，M
‑
1个天线位于所述第二半圆阵列的半圆弧位置，N≥3，M≥3；
[0022]所述第一半圆阵列中的N个天线位于第一平面内，所述第二半圆阵列中的M个天线位于第二平面内，所述第一平面和所述第二平面之间的夹角为δ，且所述第一半圆阵列和所述第二半圆阵列的直径相互平行。
[0023]优选地，所述N
‑
1个天线在所述第一半圆阵列的半圆弧位置均匀分布；和/或，
[0024]所述M
‑
1个天线在所述第二半圆阵列的半圆弧位置均匀分布。
[0025]优选地，所述第一半圆阵列的圆心位置的天线为所述第一半圆阵列的基准天线；和/或，
[0026]所述第二半圆阵列的圆心位置的天线为所述第二半圆阵列的基准天线。
[0027]优选地，所述第一平面和所述第二平面之间的夹角为δ满足条件：0
°
＜δ＜180
°
。
[0028]第二方面，本申请实施例提供了一种基于蓝牙通信的室内定位系统，包括：
[0029]排布安装在定位区域内的信标和阵列天线；
[0030]一个或多个处理器；
[0031]一个或多个存储器；
[0032]以及一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述一个或多个存储器中，所述一个或多个计算机程序包括指令，当所述指令被执行时，使得所述系统执行第一方面任意一项所述的方法。
[0033]第三方面，本申请实施例提供了一种BLE芯片，包括：阵列天线；处理器；存储器；以及一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，所述一个或多个计算机程序包括指令，当所述指令被执行时，使得所述系统执行第一方面任意一项所述的方法。
[0034]在本申请实施例中，将位置指纹定位和多天线定位相结合，优先采用多天线定位确定目标位置，当目标处于多天线定位覆盖范围外时，采用位置指纹定位确定目标位置。可以消除特定场所的障碍物对多天线定位的影响；解决环境变化大的区域位置指纹定位效果差的问题；在保证定位精度的情况下，尽量减小指纹库的大小。
[0035]另外，本申请实施例提供的立体阵列天线将圆阵平分为两个半圆阵列，基于两个半圆阵列进行信号定位，可以提升接收数据的稳定性和鲁棒性。在支持天线数量较少的应
用场景中(例如，芯片仅支持4天线或8天线)，可以进行可靠的数据采集，进而提升定位角度和精度。两个半圆阵列构造成三维立体结构，可以提高三维空间中特定范围内的目标物体的定位精度，进行可靠的数据采集，进而提升定位角度和精度。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0037]图1为本申请实施例提供的一种位置指纹定位的场景示意图；
[0038]图2为相关技术中一种圆阵天线的结构示意图；
[0039]图3为本申请实施例提供的一种基于蓝牙通信的室内定位方法的流程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于蓝牙通信的室内定位方法，其特征在于，包括：在定位区域内排布安装信标和阵列天线；根据所述信标，建立指纹库，所述指纹库中包括信号指纹和坐标位置的关联信息；根据所述信标和/或所述阵列天线，确定所述定位区域内的目标位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述信标，建立指纹库，包括：根据所述信标，以及所述阵列天线的覆盖区域，建立指纹库，其中，配置所述阵列天线的覆盖区域内的指纹库精度小于所述阵列天线的覆盖区域外的指纹库精度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阵列天线的覆盖区域外包括超出所述阵列天线的覆盖区域的最大覆盖距离，和/或受障碍物遮挡的区域。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述信标和/或所述阵列天线，确定所述定位区域内的目标位置，包括：若所述阵列天线检测到目标，则根据所述阵列天线的定位结果，确定目标位置；若所述阵列天线未检测到目标，则根据所述信标的定位结果，确定目标位置。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述阵列天线的数量为两个或两个以上，所述若所述阵列天线检测到目标，则根据所述阵列天线的定位结果，确定目标位置，包括：根据所述信标的定位结果确定目标所在区域；根据所述目标所在区域内的阵列天线的定位结果，确定目标位置。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阵列天线为立体阵列天线，所述立体阵列天线包括第一半圆阵列和第二半圆阵列；所述第一半圆阵列和所述第二半圆阵列分别包括N和M个天线，所述N个天线中的1个天线位于所述第一半圆阵列的圆心位置，N
‑
1个天线位于所述第一半圆阵列的半圆弧位置，所述M个天线中的1个天线位于所述第二半圆阵列的圆心位置，M
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：张虚谷，程文健，
申请(专利权)人：珠海极海半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：