CN109462816A - 一种基于蓝牙信标进行室内定位的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于蓝牙信标进行室内定位的方法，包括以下步骤：在大型封闭楼宇内部的房间内署蓝牙信标；定位智能终端在楼层及走廊通道中的位置；智能终端对室内定位结果进行标识，并根据电子地图中标识的位置和实际所在位置周边的店铺名称、标志物等识别出当前位置。本发明将蓝牙信标合理地部署在大型封闭楼宇内并通过室内定位技术对智能终端进行定位导航，根据室内导航的路线指示走道对应实体店铺，具有蓝牙信标部署简单、定位响应速度快等特点，满足购物商场、封闭的大型批发市场类的大型楼宇室内定位具备的需要。

Description

一种基于蓝牙信标进行室内定位的方法
技术领域
本发明属于室内定位技术领域，尤其是一种基于蓝牙信标进行室内定位的方法。
背景技术
在很多中小城市都拥有众多的大型批发零售市场，如义乌小商品批发市场、轻纺批发市场等。这些传统的批发零售市场对顾客来说，普遍存在“我知道这儿有卖某东西的，但是我就不知道在哪家店卖”，如果顾客在手机App上可以查找到当前卖此种商品的店铺，并且在App的定位和导航功能协助下，到达这些店铺，那么将很可能达成交易。在上述应用环境下，需要快速准备定位出店铺所在的楼层和在楼层中某个走廊的位置等，现有技术满意满足上述需要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、定位准确且响应速度快的基于蓝牙信标进行室内定位的方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于蓝牙信标进行室内定位的方法，包括以下步骤：
步骤1、在大型封闭楼宇内部的房间内署蓝牙信标
步骤2、定位智能终端在楼层及走廊通道中的位置；
步骤3、智能终端对室内定位结果进行标识，并根据电子地图中标识的位置和实际所在位置周边的店铺名称、标志物等识别出当前位置。
所述步骤1的具体实现方法包括：
⑴对于不带天井的封闭走廊场景，将蓝牙信标部署在走廊某一侧的房间内屋顶上；对于带天井的封闭走廊场景，则在走廊两侧的房间内屋顶上都均部署蓝牙信标。
⑵蓝牙信标密集部署：在屋顶部署的多个蓝牙信标集中在屋顶的中间位置，
所述步骤2的具体实现方法包括以下步骤：
⑴智能终端获取的楼宇电子地图和楼宇内的所有蓝牙信标所在位置的信息，存储最近一次收到的所有蓝牙信标的信号强度信息，并且对来自相同房间的蓝牙信标的信号强度进行算数平均，得到的信号强度值，记为sn,i，其中n＝1,...,N为楼层序号，i＝1,...In为第n层楼的房间序号；
⑵智能终端接收到定位命令之后，取出最近一次的所有信号强度值sn,i值，计算各楼层信号强度的平均值fn，
⑶然后计算各楼层信号强度的平均值fn之间的差异值和差异值最大值Md1：
⑷如果差异值最大值Md1大于预设的第一门限值，则直接选择蓝牙信标信号最大的信标所在的楼层为其所在楼层选择其房间区域为终端所在楼层内的位置；
⑸如果差异值最大值Md1小于预设的第一门限值，则计算接收到的相同楼层的蓝牙信标的信号强度值差异
⑹如果信号强度值差异中有至少一个值小于第二门限值，则判断智能终端用户处于一楼的天井位置；
⑺如果信号强度值差异全部大于第二门限值，则认为智能终端用户处于某楼层靠近走廊的一侧，智能终端对sn,i,n＝1,...,N,i＝1,...In进行排序，取前K个最大的值，记楼层n在这K个值中包含的信标数为Jn，选择Jn,n＝1,…,N的最大值所对应的楼层为智能终端当前所在楼层ne；在当前楼层的蓝牙信标信号中选择信号强度最大的蓝牙信标所在的房间区域为智能终端当前所在位置。
所述步骤3智能终端对室内定位结果进行标识的方法为：如果智能终端当前定位结果为位于一楼天井，则直接标识位置为天井正中央；对于非天井的楼宇内其他位置，每个房间外都有对应的走廊通道区域，如果智能终端定位结果为靠近某个房间，则其定位位置标记为该房间所对应的走廊区域。
本发明的优点和积极效果是：
本发明将蓝牙信标合理地部署在大型封闭楼宇内并通过室内定位技术对智能终端进行定位导航，用户能够根据电子地图中标识的位置和实际所在位置周边的店铺名称、标志物等识别出其当前所在的楼层和在楼层中某个走廊的位置，然后根据室内导航的路线指示走道对应实体店铺，具有蓝牙信标部署简单、定位响应速度快等特点，满足购物商场、封闭的大型批发市场类的大型楼宇室内定位具备的需要。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步详述。
本发明的设计思想为：在大型楼宇内，由于蓝牙信号的穿透能力较差，智能终端可能只能收到极为有限个蓝牙信标的信号，因此，本发明对蓝牙信标的部署提出如下原则：利用楼宇内墙壁对蓝牙信标信号的遮挡，使得终端收到的蓝牙信标信号较少，从而在满足定位精度要求的条件下增加室内定位的速度。
基于上述设计思想，本发明基于蓝牙信标进行室内定位的方法包括以下步骤：
步骤1、在大型封闭楼宇内部署蓝牙信标，具体方法为：
(1)将蓝牙信标部署房间内，以利用墙壁对蓝牙信号的遮挡，让只有距离较近的终端可以接收到其蓝牙信号；对于不带天井的封闭走廊场景，走廊位于两侧房间的中间，没有天井存在，则蓝牙信标部署在走廊某一侧的房间内屋顶上；对于带天井的封闭走廊场景，由于有天井存在，那么走廊两侧的房间内屋顶上都需要部署蓝牙信标。
(2)蓝牙信标密集部署：即在屋顶部署的多个蓝牙信标集中在屋顶的中间位置，以在后续的定位算法中减少定位响应时间(由于蓝牙信号不稳定，在定位算法中需要对来自同一个信标的信号强度做多次接收，然后求平均值，从理论上来讲，如果来自同一房间的蓝牙信标数为M，则定位时间将缩短为1/M)
步骤2、定位智能终端在楼层及走廊通道中的位置。
本步骤中，针对种不同的场景的定位方法分别考虑如下：
(1)不带天井的封闭走廊场景：智能终端在走廊上接收不到任何来自其他楼层的蓝牙信标的信号，所以，智能终端直接选择信标强度最大的房间为终端最接近的房间，根据此房间所在的楼层，终端可以获知自身现在所在的楼层，实现楼宇内的楼层定位，在此基础上可以进一步实现室内导航。
(2)带天井的封闭走廊场景：智能终端可能接收到来自其他楼层蓝牙信标的信号，所以需要根据蓝牙信标信号的强度判断所在楼层，按照如下算法进行判断。如果来自于不同楼层的蓝牙信标信号的强度平均值之间的差异小于第二门限值，认为智能终端用户位于一楼天井处；否则，认为智能终端处于靠近某一侧的过道，智能终端对接收到的蓝牙信标信号的强度进行排序，选择前K个最大的值，从这K个值中找到属于每个楼层的蓝牙信标的个数，选择蓝牙信标数最多的楼层为智能终端所在楼层；之后从当前楼层的蓝牙信标信号中选择信号强度最大的蓝牙信标所在的房间区域为智能终端当前所在位置。
由于智能终端只能接收系统下发的电子地图，而无法判断当前出在哪个场景，因此，本发明将上述不同场景的处理进行合并，得到如下的处理流程：
(1)智能终端开机之后首先从后台系统获取的楼宇电子地图和楼宇内的所有蓝牙信标所在位置的信息，存储最近一次收到的所有蓝牙信标的信号强度信息，并且对来自相同房间的蓝牙信标的信号强度进行算数平均，得到的信号强度值记为sn,i，其中n＝1,...,N为楼层序号，i＝1,...In为第n层楼的房间序号；
(2)智能终端接收到定位命令之后，取出最近一次的所有sn,i值，首先计算各楼层信号强度的平均值fn，
(3)然后计算fn之间的差异值和差异值的最大值
(4)如果Md1大于预设第一门限值，则认为智能终端收到的来自于各楼层蓝牙信标信号的强度值差距很大，当前处于不带天井的封闭走廊场景中，直接选择蓝牙信标信号最大的信标所在的楼层为其所在楼层，选择其房间区域为终端所在楼层内的位置；
(5)如果Md1小于预设的第一门限值，那么计算接收到的相同楼层的蓝牙信标的信号强度值差异
(6)如果中有至少一个值小于第二门限值，则当前用户从该楼层接收到的蓝牙信标信号强度相差不大，那么当前判断智能终端用户处于一楼的天井位置；
(7)如果全部大于第二门限值，则认为智能终端用户处于某楼层靠近走廊的一侧，智能终端对sn,i,n＝1,...,N,i＝1,...In进行排序，取前K个最大的值，记楼层n在这K个值中包含的信标数为Jn，选择Jn,n＝1,…,N的最大值所对应的楼层为智能终端当前所在楼层ne，即
ne＝argmaxn∈1,…,N Jn
在当前楼层的蓝牙信标信号中选择信号强度最大的蓝牙信标所在的房间区域为智能终端当前所在位置。
步骤3、智能终端对室内定位结果进行标识，并根据电子地图中标识的位置和实际所在位置周边的店铺名称、标志物等识别出当前位置。
如果智能终端当前定位结果为位于一楼天井，则直接标识位置为天井正中央；对于非天井的楼宇内其他位置，每个房间外都有对应的走廊通道区域，如果智能终端定位结果为靠近某个房间，则其定位位置标记为该房间所对应的走廊区域。
智能终端用户可以根据电子地图中标识的位置和实际所在位置周边的店铺名称、标志物等识别出当前位置。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种基于蓝牙信标进行室内定位的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、在大型封闭楼宇内部的房间内署蓝牙信标；
步骤2、定位智能终端在楼层及走廊通道中的位置；
步骤3、智能终端对室内定位结果进行标识，并根据电子地图中标识的位置和实际所在位置周边的店铺名称、标志物等识别出当前位置。
2.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙信标进行室内定位的方法，其特征在于：所述步骤1的具体实现方法包括：
⑴对于不带天井的封闭走廊场景，将蓝牙信标部署在走廊某一侧的房间内屋顶上；对于带天井的封闭走廊场景，则在走廊两侧的房间内屋顶上都均部署蓝牙信标；
⑵蓝牙信标密集部署：在屋顶部署的多个蓝牙信标集中在屋顶的中间位置。
3.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙信标进行室内定位的方法，其特征在于：所述步骤2的具体实现方法包括以下步骤：
⑴智能终端获取的楼宇电子地图和楼宇内的所有蓝牙信标所在位置的信息，存储最近一次收到的所有蓝牙信标的信号强度信息，并且对来自相同房间的蓝牙信标的信号强度进行算数平均，得到的信号强度值，记为sn，i，其中n＝1，…，N为楼层序号，i＝1，…In为第n层楼的房间序号；
⑵智能终端接收到定位命令之后，取出最近一次的所有信号强度值sn，i值，计算各楼层信号强度的平均值fn，
⑶然后计算各楼层信号强度的平均值fn之间的差异值和差异值最大值Md1：
⑷如果差异值最大值Md1大于预设的第一门限值，则直接选择蓝牙信标信号最大的信标所在的楼层为其所在楼层选择其房间区域为终端所在楼层内的位置；
⑸如果差异值最大值Md1小于预设的第一门限值，则计算接收到的相同楼层的蓝牙信标的信号强度值差异
⑹如果信号强度值差异中有至少一个值小于第二门限值，则判断智能终端用户处于一楼的天井位置；
⑺如果信号强度值差异全部大于第二门限值，则认为智能终端用户处于某楼层靠近走廊的一侧，智能终端对sn，i，n＝1，…，N，i＝1，…In进行排序，取前K个最大的值，记楼层n在这K个值中包含的信标数为Jn，选择Jn，n＝1，…，N的最大值所对应的楼层为智能终端当前所在楼层ne；在当前楼层的蓝牙信标信号中选择信号强度最大的蓝牙信标所在的房间区域为智能终端当前所在位置。
4.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙信标进行室内定位的方法，其特征在于：所述步骤3智能终端对室内定位结果进行标识的方法为：如果智能终端当前定位结果为位于一楼天井，则直接标识位置为天井正中央；对于非天井的楼宇内其他位置，每个房间外都有对应的走廊通道区域，如果智能终端定位结果为靠近某个房间，则其定位位置标记为该房间所对应的走廊区域。
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