一种提高蓝牙定位精度的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高蓝牙定位精度的方法，a、构建移动终端区域扫描模型，终端区域扫描模型用于采集区域内的所有蓝牙信标发出的信号强度数据以及位置数据；b、采用轮换区域扫描位置、扩大区域扫描范围、缩小区域扫描范围相结合的方式，找出有效蓝牙信标密度趋向于1但不等于1的一组蓝牙信标集作为有效的蓝牙信标集，其中有效蓝牙信标密度等于信号强度强的蓝牙信标数量除以区域内扫描到的所有蓝牙信标数量的比值；c、基于步骤b中得到的有效的蓝牙信标集中的蓝牙信标的位置数据，后台服务器进行计算处理得到移动终端的定位点。在能够获得更多的有效蓝牙信标后再进行的蓝牙定位，提高了蓝牙定位的精度，可以实现1

【技术实现步骤摘要】
一种提高蓝牙定位精度的方法


[0001]本专利技术属于蓝牙定位
，涉及到一种提高蓝牙定位精度的方法，特别是一种可以通过提高有效蓝牙信标的方式进而提高蓝牙定位精度的方法。

技术介绍

[0002]众所周知，蓝牙定位技术是依靠至少三个蓝牙信标同时搜索蓝牙信号，进而通过三角定位算法来实现对发出蓝牙信号的移动终端进行定位。三角定位算法仅仅是一个最基础的模型，可以反推出移动终端分别距离固定位置放置的蓝牙信标的位置，进而得到移动终端的位置。但是目前蓝牙定位技术的精度大都在5
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10米的直径范围内，如果对于面积较小的地方影响并不大。但在一些仓库、厂房等面积较大的地方，甚至布置着很多机械设备时，1米的误差很有可能就处在了不同的行动轨迹上，造成定位不准确。
[0003]另外，通过三个蓝牙信标实现定位，相对定位精度更高的基础是这三个蓝牙信标的信号强度要足够的好，否则即使更多的蓝牙信标，也无法对移动终端进行精确定位。
[0004]此外，现有技术的蓝牙定位一般应用在室内，因为方便对蓝牙信标进行布置。但对移动终端的定位不仅仅限于室内，在很多场景也需要在室外进行定位，特别是室外与室内进行往复切换的过程中，通过切换定位模式的方式在很大程度上会对定位精度以及轨迹重现造成影响，因此如果只用蓝牙定位来实现室内与室外的同时定位则是最好的方式。但是问题也随之而来，室内空间的狭小问题，室外空旷，蓝牙信标不好形成排列整齐的点阵式结构问题，都给蓝牙定位的精度造成一定的影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了提高蓝牙定位的精度，避免由于蓝牙信标接收的信号较差导致定位不准确的技术问题，设计了一种提高蓝牙定位精度的方法，通过构建全新的蓝牙信标扫描模型，找到更多的有效蓝牙信标，进而实现高精度的蓝牙定位。
[0006]本专利技术采用的技术方案是，一种提高蓝牙定位精度的方法，所述的方法基于由固定设置的蓝牙信标与带有蓝牙定位模块的移动终端组成的系统实现，移动终端的蓝牙定位模块搜索蓝牙信标发出的数据信息，通过通讯模块发送给后台服务器进行处理实现定位，关键是，所述的提高蓝牙定位精度的方法包过如下步骤：
[0007]a、构建移动终端区域扫描模型，终端区域扫描模型用于采集区域内的所有蓝牙信标发出的信号强度数据以及位置数据；
[0008]b、采用轮换区域扫描位置、扩大区域扫描范围、缩小区域扫描范围相结合的方式，找出有效蓝牙信标密度趋向于1但不等于1的一组蓝牙信标集作为有效的蓝牙信标集，其中有效蓝牙信标密度等于信号强度强的蓝牙信标数量除以区域内扫描到的所有蓝牙信标数量的比值；
[0009]c、基于步骤b中得到的有效的蓝牙信标集中的蓝牙信标的位置数据，后台服务器进行计算处理得到移动终端的定位点。
[0010]所述的方法还包括：d、将计算得出的定位点数据，再用环境衰减因子进行补偿，所述的环境衰减因子通过场地实际情况，依据距离和信号强度值，结合信号衰减公式确定。
[0011]所述的步骤c中，计算得出移动终端的定位点采用三角定位法进行计算。
[0012]对得出的移动终端的定位点后，再进行基于运动方向预估的定位补偿过程，具体步骤如下：
[0013]1)、通过在先已经定位的两个定位点建立带有运动方向的速度模型，以在先定位的两个定位点进行直线连接，直线的延长线作为速度方向，根据移动终端在速度方向的速度值，在下一定位时间点得到移动终端的预估定位点；
[0014]2)、将步骤1)中的预估定位点与步骤c中通过后台服务器得到移动终端的定位点进行中和补偿，得到最终定位点。
[0015]所述的步骤1)中的速度模型可以采用重力加速度测出、或者通过两点之间的距离以及时间进行计算得出。
[0016]所述的步骤2)中的中和补偿过程是将预估定位点与通过后台服务器得到移动终端的定位点进行直线连接，取中心点作为最终定位点。
[0017]在已经至少经过两次定位补偿过程后，步骤1)中建立的速度模型还通过卡尔曼滤波算法对先前已经定位的两个点的直线运动方向进行角度补偿。
[0018]角度补偿的方式为用卡尔曼滤波的边界线与已经定位的两个点的直线形成的夹角的中心线，作为最终的速度方向。
[0019]本专利技术的有益效果是，
[0020]1、在能够获得更多的有效蓝牙信标后再进行的蓝牙定位，提高了蓝牙定位的精度，可以实现1
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3米直径范围内的定位精度。
[0021]2、如果有效蓝牙信标多于3个，可以通过多次的定位进行位置中和补偿，进一步提高蓝牙定位的精度，可以实现1
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1.5米直径范围内的定位精度。
[0022]3、结合基于运动轨迹的定位补偿，可以有效地对三角定位算法得到的位置与运动方向的估计位置进行中和补偿，可以提高蓝牙定位的精度，而且在不断进行多点定位的迭代过程中，使得补偿效果越来越好，最终可以定位精度缩小到直径范围1米以内。
附图说明
[0023]图1是本专利技术中基于室外蓝牙信标布局的区域扫描模型实施例示意图。
[0024]图2是本专利技术中通过运动方向估计进行定位补偿的原理示意图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图以及具体实施例说明本专利技术的具体工作原理。
[0026]本专利技术中的蓝牙定位不仅可以应用在室内，还可以应用在室外。在室内应用时，蓝牙信标固定在墙上，在室外应用时，可以通过固定底座固定在地面。
[0027]本专利技术在具体实施时，构建移动终端区域扫描模型，目的是在用蓝牙定位时，尽可能排除掉周围信号强度较弱的蓝牙信标，因为蓝牙信标信号弱的话，在进行定位时会出现较大的偏差。因此采用轮换区域扫描位置、扩大区域扫描范围、缩小区域扫描范围相结合的方式，找出有效蓝牙信标密度趋向于1但不等于1的一组蓝牙信标集作为有效的蓝牙信标
集，用以上有效的蓝牙信标集中的蓝牙信标的位置数据进行计算得出移动终端的定位点。
[0028]举例说明，参看图1，在室外设置的蓝牙信标会根据草地、行走道路等不规则的区域进行布置。假设移动终端在室外，先用直径为8米的圆形模型进行扫描，扫描到了6个蓝牙信标，但是其中有3个蓝牙信标的信号强度较强，而其余3个蓝牙信标由于距离相对较远导致信号强度较弱，此时有效蓝牙信标密度为0.5，此密度显然较低。接着缩小圆形模型的直径为6米，此时只扫到了之前3个信号较强的蓝牙信标，此时的有效蓝牙信标密度为1。如果在现有技术中，通过三角定位算法可以直接得到当前定位点，但本申请中认为这样得到的定位点还不够精确。因此再次变换区域扫描模型，将区域扫描模型改变为长为10米、宽5米的矩形模型，进而扫描到5个蓝牙信标，得到4个信号较强的蓝牙信标，1个信号较弱的蓝牙信标，此时的有效蓝牙信标密度为0.8。在4个信号较强的蓝牙信标中选取3个蓝牙信标数据，一共有三种组合形式，分别通过三角定位算法进行计算，得到3个定位点，然后将三个定位点再进行中和处理，得到最终的定位位置。当然，还可以用更多的扫描模型，例如椭圆形、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高蓝牙定位精度的方法，所述的方法基于由固定设置的蓝牙信标与带有蓝牙定位模块的移动终端组成的系统实现，移动终端的蓝牙定位模块搜索蓝牙信标发出的数据信息，通过通讯模块发送给后台服务器进行处理实现定位，其特征在于：所述的提高蓝牙定位精度的方法包过如下步骤：a、构建移动终端区域扫描模型，终端区域扫描模型用于采集区域内的所有蓝牙信标发出的信号强度数据以及位置数据；b、采用轮换区域扫描位置、扩大区域扫描范围、缩小区域扫描范围相结合的方式，找出有效蓝牙信标密度趋向于1但不等于1的一组蓝牙信标集作为有效的蓝牙信标集，其中有效蓝牙信标密度等于信号强度强的蓝牙信标数量除以区域内扫描到的所有蓝牙信标数量的比值；c、基于步骤b中得到的有效的蓝牙信标集中的蓝牙信标的位置数据，后台服务器进行计算处理得到移动终端的定位点。2.根据权利要求1所述的一种提高蓝牙定位精度的方法，其特征在于：所述的方法还包括：d、将计算得出的定位点数据，再用环境衰减因子进行补偿，所述的环境衰减因子通过场地实际情况，依据距离和信号强度值，结合信号衰减公式确定。3.根据权利要求1所述的一种提高蓝牙定位精度的方法，其特征在于：所述的步骤c中，计算得出移动终端的定位点采用三角...

【专利技术属性】
技术研发人员：戎檄，姚红涛，
申请(专利权)人：善理通益信息科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：