CN105228103A - 基于蓝牙信号的rssi测距定位方法 - Google Patents
基于蓝牙信号的rssi测距定位方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105228103A CN105228103A CN201510627378.9A CN201510627378A CN105228103A CN 105228103 A CN105228103 A CN 105228103A CN 201510627378 A CN201510627378 A CN 201510627378A CN 105228103 A CN105228103 A CN 105228103A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- omega
- moment
- cos
- sin
- rssi
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/02—Services making use of location information
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种定位准确的基于蓝牙信号的RSSI测距定位方法。该基于蓝牙信号的RSSI测距定位方法通过对接收到的RSSI值进行Gaussian滤波处理以及Savitzky-Golay滤波处理,可以消除RSSI值存在着严重抖动的问题,获得平滑连续的RSSI值,然后将平滑连续的RSSI值带入的本发明提供的距离估算公式中便可以计算得到信号接收端与信号发射端之间的距离,经过实验验证通过该方法得到的信号接收端与信号发射端之间的距离偏离真实距离的幅度较小,其定位准确,定位效果较好。适合在定位技术领域推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及定位技术领域,尤其是一种基于蓝牙信号的RSSI测距定位方法。
背景技术
RSSI(ReceivedSignalStrengthIndication)是指接收的信号强度指示,通过接收到的信号强弱测定信号点与接收点的距离,进而根据相应数据进行定位计算的一种定位技术
目前,根据接收到的RSSI值计算信号接收端与信号发射端之间的距离通常采用如下传统方法计算,即利用信号在空间中的大尺度衰落来进行距离的拟合。从理论和实际测量来说,如果是采用自由空间模型(freespacemodel),平均的接收信号功率RSSI值是随着距离的增加,呈对数下降。自由空间模型可以用Friisfreespaceequation来表示:
其中Gt,Gr表示的是天线的增益,λ是信号的波长,γ是无线环境的衰落因子,接收信号的功率PT(d)是距离d的函数。进一步简化这个模型,将上式进行重写,得到新的公式:
其中d≥d0≥df,这里是指的远场距离(由天线的线性尺寸和波长来决定)。
然后直接采用RSSI值代入上述公式即可得到信号接收端与信号发射端之间的距离。
这种基于大尺度衰落Large-scalefading来进行距离测算的方式虽然可以计算出信号接收端与信号发射端之间的距离,但是由于信道的随机性以及该考虑的场景是移动物体场景,即通常情况下接收端或发射端有一端是移动的,所以不可避免的小尺度衰落Small-scalefading带来很大的抖动,会导致定位不准,同时,传统的自由空间模型对于移动应用场景是不能完全匹配的,基于大尺度衰落Large-scalefading来进行距离测算得到的距离值是不够准确的,所以定位不准确。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种定位准确的基于蓝牙信号的RSSI测距定位方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为:该基于蓝牙信号的RSSI测距定位方法,包括以下步骤:
A、蓝牙发射端持续发射信号,进入其覆盖区域的移动接收端连续获取n个时刻的RSSI值,然后将获取的第i个时刻的RSSI值Yi进行Gaussian滤波处理得到i=0,1…n-1;
B、将进行Savitzky-Golay滤波处理得到
C、采用最大最小准则对进行判断得到第i个时刻的yi,即设定门限概率值M,将值带入RSSI值的概率密度函数 其中μ=-69.977,σ=2.14625,得到值出现的概率值fi,当fi大于M时,当fi小于M时,yi=yi-1;
D、将yi值带入如下公式得到第i个时刻信号接收端与信号发射端之间的距离,具体公式如下所示:
di=a0+a1cos(yi*ω)+b1sin(yi*ω)+a2cos(2*yi*ω)+b2sin(2*yi*ω)
其中a0,a1,a2,b1,b2,ω为第i时刻的参数值,第i时刻的a0,a1,a2,b1,b2,ω参数值采用如下计算方式得出:
设定a0,a1,a2,b1,b2,ω的初始值为a0=6.014,a1=7.005,a2=1.738,b1=1.551,b2=0.1173,ω=0.02727;
将第i-1时刻得到的a1,a2,b1,b2,ω,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的a0,所述方程如下所述:
将第i-1时刻得到的a0,a2,b1,b2,ω,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的a1,所述方程如下所述:
将第i-1时刻得到的a0,a1,a2,b2,ω,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的b1,所述方程如下所述:
将第i-1时刻得到的a0,a1,b1,b2,ω,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的a2,所述方程如下所述:
将第i-1时刻得到的a0,a1,a2,b1,ω,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的b2,所述方程如下所述:
将第i-1时刻得到的a0,a1,a2,b1,b2,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的ω,所述方程如下所述:
进一步的是,对接收到的第i个时刻的RSSI值Yi进行Gaussian滤波处理的具体过程如下:将Yi带入如下公式求得所述公式如下所示:
其中,α是Gaussian随机数标准差的导数,N为常数。
进一步的是,所述N=5。
进一步的是,将进行Savitzky-Golay滤波处理得到的具体过程如下:将带入如下公式求得所述公式如下所示:
进一步的是,所述门限概率值M为0.15。
本发明的有益效果:该基于蓝牙信号的RSSI测距定位方法通过对接收到的RSSI值进行Gaussian滤波处理以及Savitzky-Golay滤波处理,可以消除RSSI值存在着严重抖动的问题,获得平滑连续的RSSI值,然后将平滑连续的RSSI值带入的本发明提供的距离估算公式中便可以计算得到信号接收端与信号发射端之间的距离,经过实验验证通过该方法得到的信号接收端与信号发射端之间的距离偏离真实距离的幅度较小,其定位准确,定位效果较好。
附图说明
图1是经过Gaussian滤波以及Savitzky-Golay滤波以后的RSSI效果图;
图2为采用最大最小准则判断后的RSSI效果图;
图3为根据本发明计算方法得到的信号接收端与信号发射端之间的距离与采用传统方法计算得到的信号发射端与信号接收端之间的距离效果对比图。
具体实施方式
本发明所述的基于蓝牙信号的RSSI测距定位方法,包括以下步骤:首先,蓝牙发射端持续发射信号,进入其覆盖区域的移动接收端连续获取n个时刻的RSSI值,然后将获取的第i个时刻的RSSI值Yi进行Gaussian滤波处理得到i=0,1…n-1;对接收到的第i个时刻的RSSI值Yi进行Gaussian滤波处理的具体过程如下:将Yi带入如下公式求得所述公式如下所示:
其中, α是Gaussian随机数标准差的导数,N为常数;
进一步的是,为了保证滤波效果,所述N优选为5;
由于Gaussian滤波存在着一个非常严重的过度拟合的问题,因此利用另外一种滤波来消除这个过度拟合的问题;即将进行Savitzky-Golay滤波处理得到利用Savitzky-Golay滤波可以消除上述过度拟合的问题,将进行Savitzky-Golay滤波处理得到的具体过程如下:将带入如下公式求得所述公式如下所示:
di=a0+a1cos(yi*ω)+b1sin(yi*ω)+a2cos(2*yi*ω)+b2sin(2*yi*ω)
其中a0,a1,a2,b1,b2,ω为第i时刻的参数值,第i时刻的a0,a1,a2,b1,b2,ω参数值采用如下计算方式得出:
设定a0,a1,a2,b1,b2,ω的初始值为a0=6.014,a1=7.005,a2=1.738,b1=1.551,b2=0.1173,ω=0.02727;
将第i-1时刻得到的a1,a2,b1,b2,ω,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的a0,所述方程如下所述:
将第i-1时刻得到的a0,a2,b1,b2,ω,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的a1,所述方程如下所述:
将第i-1时刻得到的a0,a1,a2,b2,ω,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的b1,所述方程如下所述:
将第i-1时刻得到的a0,a1,b1,b2,ω,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的a2,所述方程如下所述:
将第i-1时刻得到的a0,a1,a2,b1,ω,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的b2,所述方程如下所述:
将第i-1时刻得到的a0,a1,a2,b1,b2,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的ω,所述方程如下所述:
Claims (5)
1.基于蓝牙信号的RSSI测距定位方法,其特征在于包括以下步骤:
A、蓝牙发射端持续发射信号,进入其覆盖区域的移动接收端连续获取n个时刻的RSSI值,然后将获取的第i个时刻的RSSI值Yi进行Gaussian滤波处理得到i=0,1…n-1;
B、将进行Savitzky-Golay滤波处理得到
C、采用最大最小准则对进行判断得到第i个时刻的yi,即设定门限概率值M,将值带入RSSI值的概率密度函数其中μ=-69.977,σ=2.14625,得到值出现的概率值fi,当fi大于M时,当fi小于M时,yi=yi-1;
D、将yi值带入如下公式得到第i个时刻信号接收端与信号发射端之间的距离,具体公式如下所示:
di=a0+a1cos(yi*ω)+b1sin(yi*ω)+a2cos(2*yi*ω)+b2sin(2*yi*ω)
其中a0,a1,a2,b1,b2,ω为第i时刻的参数值,第i时刻的a0,a1,a2,b1,b2,ω参数值采用如下计算方式得出:
设定a0,a1,a2,b1,b2,ω的初始值为a0=6.014,a1=7.005,a2=1.738,b1=1.551,b2=0.1173,ω=0.02727;
将第i-1时刻得到的a1,a2,b1,b2,ω,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的a0,所述方程如下所述:
将第i-1时刻得到的a0,a2,b1,b2,ω,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的a1,所述方程如下所述:
将第i-1时刻得到的a0,a1,a2,b2,ω,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的b1,所述方程如下所述:
将第i-1时刻得到的a0,a1,b1,b2,ω,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的a2,所述方程如下所述:
将第i-1时刻得到的a0,a1,a2,b1,ω,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的b2,所述方程如下所述:
将第i-1时刻得到的a0,a1,a2,b1,b2,yi-1,di-1代入以下方程中,求解得到第i时刻的ω,所述方程如下所述:
2.如权利要求1所述的基于蓝牙信号的RSSI测距定位方法,其特征在于:对接收到的第i个时刻的RSSI值Yi进行Gaussian滤波处理的具体过程如下:将Yi带入如下公式求得Yi,所述公式如下所示:
其中,α是Gaussian随机数标准差的导数,N为常数。
3.根据权利要求2所述的基于蓝牙信号的RSSI测距定位方法,其特征在于:所述N=5。
4.根据权利要求3所述的基于蓝牙信号的RSSI测距定位方法,其特征在于:将进行Savitzky-Golay滤波处理得到的具体过程如下:将带入如下公式求得所述公式如下所示:
5.根据权利要求4所述的基于蓝牙信号的RSSI测距定位方法,其特征在于:所述门限概率值M为0.15。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510627378.9A CN105228103B (zh) | 2015-09-28 | 2015-09-28 | 基于蓝牙信号的rssi测距定位方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510627378.9A CN105228103B (zh) | 2015-09-28 | 2015-09-28 | 基于蓝牙信号的rssi测距定位方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105228103A true CN105228103A (zh) | 2016-01-06 |
CN105228103B CN105228103B (zh) | 2018-08-10 |
Family
ID=54996727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510627378.9A Active CN105228103B (zh) | 2015-09-28 | 2015-09-28 | 基于蓝牙信号的rssi测距定位方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105228103B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105282687A (zh) * | 2015-09-28 | 2016-01-27 | 成都思晗科技股份有限公司 | 一种基于蓝牙信号的rssi测距定位方法 |
CN111417070A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-07-14 | 上海银基信息安全技术股份有限公司 | 定位方法、主定位节点、单定位节点及计算机设备 |
CN116561475A (zh) * | 2022-01-27 | 2023-08-08 | 重庆科创职业学院 | 一种基于计算机的卧式油罐储油量计算方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110075361A (ko) * | 2009-12-28 | 2011-07-06 | 대구대학교 산학협력단 | 무선 센서 네트워크를 위한 계층적 클러스터 기반 라우팅 프로토콜 방법 |
CN103889057A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-06-25 | 上海海事大学 | 海上环境自适应rssi测距的无线传感网搜救目标定位方法 |
TW201440000A (zh) * | 2013-04-12 | 2014-10-16 | Wu jia ru | 距離感測警示系統 |
CN105282687A (zh) * | 2015-09-28 | 2016-01-27 | 成都思晗科技股份有限公司 | 一种基于蓝牙信号的rssi测距定位方法 |
-
2015
- 2015-09-28 CN CN201510627378.9A patent/CN105228103B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110075361A (ko) * | 2009-12-28 | 2011-07-06 | 대구대학교 산학협력단 | 무선 센서 네트워크를 위한 계층적 클러스터 기반 라우팅 프로토콜 방법 |
TW201440000A (zh) * | 2013-04-12 | 2014-10-16 | Wu jia ru | 距離感測警示系統 |
CN103889057A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-06-25 | 上海海事大学 | 海上环境自适应rssi测距的无线传感网搜救目标定位方法 |
CN105282687A (zh) * | 2015-09-28 | 2016-01-27 | 成都思晗科技股份有限公司 | 一种基于蓝牙信号的rssi测距定位方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
陶为戈: "《基于RSSI混合滤波和最小二乘参数估计的测距算法》", 《传感技术学报》 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105282687A (zh) * | 2015-09-28 | 2016-01-27 | 成都思晗科技股份有限公司 | 一种基于蓝牙信号的rssi测距定位方法 |
CN105282687B (zh) * | 2015-09-28 | 2018-10-26 | 成都思晗科技股份有限公司 | 一种基于蓝牙信号的rssi测距定位方法 |
CN111417070A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-07-14 | 上海银基信息安全技术股份有限公司 | 定位方法、主定位节点、单定位节点及计算机设备 |
CN116561475A (zh) * | 2022-01-27 | 2023-08-08 | 重庆科创职业学院 | 一种基于计算机的卧式油罐储油量计算方法 |
CN116561475B (zh) * | 2022-01-27 | 2024-05-14 | 重庆科创职业学院 | 一种基于计算机的卧式油罐储油量计算方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105228103B (zh) | 2018-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106879017B (zh) | 一种lte网络覆盖质量的判定方法及装置 | |
CN110191071B (zh) | 一种窄带物联网系统中基于信道估计的测量方法及装置 | |
WO2013153513A3 (en) | Methods and apparatus for enhancing network positioning measurement performance by managing uncertain measurement occasions | |
CN105228103A (zh) | 基于蓝牙信号的rssi测距定位方法 | |
CN102364983B (zh) | 无线传感网中基于rssi测距的wls节点自定位方法 | |
WO2006086224B1 (en) | Method and apparatus for determining the location of a node in a wireless system | |
CN105282687A (zh) | 一种基于蓝牙信号的rssi测距定位方法 | |
CN102523185B (zh) | 前导序列的检测方法和装置 | |
CN101494508A (zh) | 基于特征循环频率的频谱检测方法 | |
CN104168232A (zh) | 一种水声信道中多径时延与多普勒频移的测定方法 | |
CN103888201B (zh) | 一种利用空间分集的协作频谱感知方法 | |
CN106125059B (zh) | 非参数联合估计信号及位置的被动定位方法 | |
CN101854219A (zh) | 基于随机共振的能量检测装置及其检测方法 | |
CN103648080A (zh) | WiFi室内定位中指纹库的构建方法及系统 | |
CN106878213B (zh) | 一种lte上行频偏估计的方法 | |
CN109116301B (zh) | 一种基于置信度估计的到达时间差测量方法 | |
JP2013152112A (ja) | 時間差方位探知装置 | |
CN105184928A (zh) | 停车场门禁系统 | |
US10805133B2 (en) | Method and apparatus for determining peak power, peak-to-average power ratio | |
CN104076324A (zh) | 一种未知信源数高精度波达方向估计方法 | |
CN106526577A (zh) | 一种利用合作声源信息的阵形估计方法 | |
CN104796370A (zh) | 一种水声通信的信号同步方法、系统及水声通信系统 | |
CN101945474A (zh) | 无线传感网中基于rssi的定位方法 | |
KR102155419B1 (ko) | 인공신경망을 기반으로 하는 적응형 거리측정장치 | |
CN103178913A (zh) | 一种lte中zc参考序列参数估计方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |