一种蓝牙AOA定位的解算方法技术

本发明专利技术公开了一种蓝牙AOA定位的解算方法，涉及蓝牙AOA定位技术领域，包括：步骤S1，基于若干物体的高度在接收基站内设置接收天线的阵列结构，并设置定位解算方法；步骤S2，建立误差解算模型，使用误差解算模型对接收基站的定位效果进行若干次初始测试，并基于测试结果更新定位解算方法；步骤S3，调整接收基站的位置，对步骤S2中的若干次测试进行若干次移动测试，基于移动测试的结果对定位解算方法进行更新；本发明专利技术对现有的蓝牙AOA定位技术进行优化，以解决现有技术中对目标物的定位解算的位置确定不够精准的问题。确定不够精准的问题。确定不够精准的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种蓝牙AOA定位的解算方法


[0001]本专利技术涉及蓝牙AOA定位
，具体为一种蓝牙AOA定位的解算方法。

技术介绍

[0002]在物联网
，AOA普遍的含义是：到达角度测距；到达角度测距（Angle
‑
of
‑
Arrival：AOA）是基于信号到达角度的定位算法，是一种典型的基于测距的定位算法，通过某些硬件设备感知发射节点信号的到达方向，计算接基站和终端的相对方位或角度，然后再利用三角测量法或其他方式计算出未知节点的位置，基于AOA的定位算法是一种常见的无线传感器网络节点自定位算法。
[0003]现有的应用在蓝牙AOA定位方面的改进，通常是对蓝牙模组进行改进，从而降低蓝牙AOA定位在运行时的功耗，比如在公开号为：“CN115589633A”的申请文件中，公开了“低功耗蓝牙AOA定位系统及方法”，该方案就是通过对蓝牙模组进行改进，在降低设备功耗的同时保证定位精度，同时在现有的对蓝牙AOA定位其他方面的改进，通常是提出了新的蓝牙AOA系统或者对接收基站的外壳进行改进，缺少对蓝牙AOA定位在定位解算方面的有效改进，鉴于此，有必要对现有的蓝牙AOA定位进行改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决现有技术中的技术问题之一，通过优化蓝牙AOA定位的解算方法，并通过调整接收终端的位置对蓝牙AOA定位的解算方法进行改进，以解决现有技术中对蓝牙AOA定位解算方法的改进存在不足，导致目标物的定位解算的位置确定不够精准的问题。
>[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种蓝牙AOA定位的解算方法，包括：步骤S1，获取测试空间中的若干物体的高度，基于若干物体的高度在接收基站内设置接收天线的阵列结构，并设置定位解算方法；步骤S2，建立误差解算模型，使用误差解算模型对接收基站的定位效果进行若干次初始测试，并基于测试结果更新定位解算方法；步骤S3，调整接收基站的位置，对步骤S2中的若干次测试进行若干次移动测试，基于移动测试的结果对定位解算方法进行更新。
[0006]进一步地，所述步骤S1中的基于若干物体的高度在接收基站内设置接收天线的阵列结构包括如下子步骤：步骤S101，获取测试空间中的若干物体的高度，记为高度1至高度N；步骤S102，获取高度1至高度N的最大值以及最小值，将最大值减去最小值的值记为水平差；当水平差小于第一水平高度时，将接收基站内接收天线的阵列结构设置为矩形阵列；当水平差大于等于第一水平高度时，将接收基站内接收天线的阵列结构设置为环
形阵列。
[0007]进一步地，所述步骤S1中的针对不同的阵列结构设置不同的定位解算方法包括如下子步骤：步骤S103，定位终端在测试空间中每隔第一标准时间向外发送一次蓝牙数据，在进行一次蓝牙数据的发送后，获取接收天线的矩形阵列中最先接收到蓝牙数据的三个接收天线，将最先接收到蓝牙数据的接收天线记为天线1，将第二个接收到蓝牙数据的接收天线记为天线2，将第三个接收到蓝牙数据的接收天线记为天线3；使用方向角公式计算角度1的余角，所述角度1为天线3、天线1以及定位终端之间形成的角度，其中天线3为顶角；所述方向角公式为：θ= arccos(λ*Δφ/2πd)，其中，λ为定位终端发送的信号波长，Δφ为天线1与天线3接收到同一个信号的相位差，θ为角度1的余角，d为天线1与天线3之间的距离；使用方向角公式计算角度2的余角，所述角度2为天线1、天线2以及定位终端之间形成的角度，其中天线2为顶角；步骤S104，获取测试空间的长、宽和高的参数以及接收基站在测试空间中的位置，搭建三维虚拟模型，在三维虚拟模型中接收基站的位置处标记天线1、天线2以及天线3；使用角度1确定天线3与定位终端的方向；在角度1所在的平面以天线3为圆心，天线3与定位终端的方向为半径方向做圆，记为圆1；使用角度2确定天线2与定位终端的方向；在角度2所在的平面以天线2为圆心，天线2与定位终端方向为半径方向做圆，记为圆2；逐渐增大圆1和圆2的半径长度，将圆1和圆2相交的直线记为最终线，将角度1中天线3朝定位终端发射的射线与最终线的交点记为最终点，所述最终点即定位终端所在的点位。
[0008]进一步地，所述步骤S2包括如下子步骤：步骤S201，建立误差解算模型，在误差解算模型中设定定位终端的位置坐标和接收基站的位置坐标，将定位终端的位置坐标记为实际坐标，在接收基站的位置坐标处放置接收基站，对接收基站使用步骤S1，将接收基站得到的定位终端所在的点位记为计算坐标，将实际坐标与计算坐标进行比对，得到比对误差，所述比对误差包括水平误差以及方向误差；步骤S202，基于比对误差更新步骤S103和步骤S104中的定位解算方法；步骤S203，对于每次更新后的定位解算方法，更改误差解算模型定位终端和接收基站的位置坐标后重复步骤S201至步骤S202。
[0009]进一步地，所述步骤S201包括如下子步骤：步骤S2011，获取实际坐标与计算坐标在测试空间内的高度，记为实际高度以及计算高度；获取实际高度与计算高度的绝对值，记为误差高度，当误差高度大于等于第一标准高度时，将水平误差记为一级水平误差；
当误差高度大于等于第二标准高度且小于第一标准高度时，将水平误差记为二级水平误差；当误差高度小于第二标准高度时，将水平误差记为无水平误差；步骤S2012，获取实际坐标与计算坐标之间的直线距离，记为方向距离；当方向距离小于等于第一方向距离时，将方向误差记为无方向误差；当方向距离大于第一方向距离且小于等于第二方向距离时，获取此时的水平误差，当水平误差为一级水平误差或二级水平误差时，将方向误差记为无方向误差；当水平误差为无水平误差时，将方向误差记为二级方向误差；当方向距离大于等于第二方向距离时，获取此时的水平误差，当水平误差为一级水平误差时，将方向误差记为无方向误差；当水平误差为二级水平误差时，将方向误差记为二级方向误差；当水平误差为无水平误差时，将方向误差记为一级方向误差。
[0010]进一步地，所述步骤S202包括如下子步骤：步骤S2021，当水平误差为无水平误差且方向误差为无方向误差时，不进行调整；步骤S2022，当水平误差为一级水平误差时，获取实际高度与计算高度，当实际高度大于计算高度时，将步骤S1得到的最终点上移第一调整高度后的位置记为步骤S1得到的定位终端所在的点位；当实际高度小于计算高度时，将步骤S1得到的最终点下移第一调整高度后的位置记为步骤S1得到的定位终端所在的点位；步骤S2023，当水平误差为二级误差时，进行第二次实验，当第二次实验的水平误差仍为二级误差时；获取实际高度与计算高度，当实际高度大于计算高度时，将步骤S1得到的最终点上移第二调整高度后的位置记为步骤S1得到的定位终端所在的点位；当实际高度小于计算高度时，将步骤S1得到的最终点下移第二调整高度后的位置记为步骤S1得到的定位终端所在的点位；步骤S2024，当方向误差为一级误差时，获取误差高度以及方向距离，通过勾股定理确定实际高度与计算高度之间的横向距离；获取计算坐标朝向实际坐标的方向，记为调整方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓝牙AOA定位的解算方法，其特征在于，包括：步骤S1，获取测试空间中的若干物体的高度，基于若干物体的高度在接收基站内设置接收天线的阵列结构，并设置定位解算方法；步骤S2，建立误差解算模型，使用误差解算模型对接收基站的定位效果进行若干次初始测试，并基于测试结果更新定位解算方法；步骤S3，调整接收基站的位置，对步骤S2中的若干次测试进行若干次移动测试，基于移动测试的结果对定位解算方法进行更新。2.根据权利要求1所述的一种蓝牙AOA定位的解算方法，其特征在于，所述步骤S1中的基于若干物体的高度在接收基站内设置接收天线的阵列结构包括如下子步骤：步骤S101，获取测试空间中的若干物体的高度，记为高度1至高度N；步骤S102，获取高度1至高度N的最大值以及最小值，将最大值减去最小值的值记为水平差；当水平差小于第一水平高度时，将接收基站内接收天线的阵列结构设置为矩形阵列；当水平差大于等于第一水平高度时，将接收基站内接收天线的阵列结构设置为环形阵列。3.根据权利要求2所述的一种蓝牙AOA定位的解算方法，其特征在于，所述步骤S1中的针对不同的阵列结构设置不同的定位解算方法包括如下子步骤：步骤S103，定位终端在测试空间中每隔第一标准时间向外发送一次蓝牙数据，在进行一次蓝牙数据的发送后，获取接收天线的矩形阵列中最先接收到蓝牙数据的三个接收天线，将最先接收到蓝牙数据的接收天线记为天线1，将第二个接收到蓝牙数据的接收天线记为天线2，将第三个接收到蓝牙数据的接收天线记为天线3；使用方向角公式计算角度1的余角，所述角度1为天线3、天线1以及定位终端之间形成的角度，其中天线3为顶角；所述方向角公式为：θ= arccos(λ*Δφ/2πd)，其中，λ为定位终端发送的信号波长，Δφ为天线1与天线3接收到同一个信号的相位差，θ为角度1的余角，d为天线1与天线3之间的距离；使用方向角公式计算角度2的余角，所述角度2为天线1、天线2以及定位终端之间形成的角度，其中天线2为顶角；步骤S104，获取测试空间的长、宽和高的参数以及接收基站在测试空间中的位置，搭建三维虚拟模型，在三维虚拟模型中接收基站的位置处标记天线1、天线2以及天线3；使用角度1确定天线3与定位终端的方向；在角度1所在的平面以天线3为圆心，天线3与定位终端的方向为半径方向做圆，记为圆1；使用角度2确定天线2与定位终端的方向；在角度2所在的平面以天线2为圆心，天线2与定位终端方向为半径方向做圆，记为圆2；逐渐增大圆1和圆2的半径长度，将圆1和圆2相交的直线记为最终线，将角度1中天线3朝定位终端发射的射线与最终线的交点记为最终点，所述最终点即定位终端所在的点位。4.根据权利要求3所述的一种蓝牙AOA定位的解算方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下子步骤：
步骤S201，建立误差解算模型，在误差解算模型中设定定位终端的位置坐标和接收基站的位置坐标，将定位终端的位置坐标记为实际坐标，在接收基站的位置坐标处放置接收基站，对接收基站使用步骤S1，将接收基站得到的定位终端所在的点位记为计算坐标，将实际坐标与计算坐标进行比对，得到比对误差，所述比对误差包括水平误差以及方向误差；步骤S202，基于比对误差更新步骤S103和步骤S104中的定位解算方法；步骤S203，对于每次更新后的定位解算方法，更改误差解算模型定位终端和接收基站的位置坐标后重复步骤S201至步骤S202。5.根据权利要求4所述的一种蓝牙AOA定位的解算方法，其特征在于，所述步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世杰，蒋万卓，付亚明，戈志远，俞学波，郝志祥，韩国民，杜鹏，胡芮，
申请(专利权)人：天津智文慧旅科技有限公司，
类型：发明
国别省市：