CN109525937A - 集成多种定位方式的室内定位管理系统及其定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种集成多种定位方式的室内定位管理系统及其定位方法，该室内定位管理系统包括蓝牙信标、uwb基站、标签以及系统服务器，系统服务器用于根据标签收到的定位数据利用定位算法计算出标签在室内所处的位置坐标，并提供地图、蓝牙信标、uwb基站、围栏、标签的管理、实时的人员定位以及轨迹回放功能；其中所述的蓝牙信标、uwb基站均标注在地图中，地图可以通过标注围栏限定人员活动区域。本发明集成了蓝牙信标、uwb基站两种定位方式，依据定位精度不同应用在不同的场景中，做到了两种定位方式的无缝切换，而且还能查看任何时段的坐标轨迹，有助于分析具体使用定位标签的使用者的活动情况。

Description

集成多种定位方式的室内定位管理系统及其定位方法
技术领域
本发明涉及室内定位技术领域，特别涉及一种集成多种定位方式的室内定位管理系统及其定位方法。
背景技术
随着互联网及物联网的发展，促进传统行业向信息化、互联网化发展。室内定位技术的需求愈发迫切。社会上现有的定位系统不能很好的根据使用场景灵活的选择定位方式，造成成本的提高及定位效果不理想。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种根据使用场景灵活的选择定位方式的集成多种定位方式的室内定位管理系统及其定位方法。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：集成多种定位方式的室内定位管理系统，包括：
蓝牙信标，至少设置有三个，用于以一定的频率向活动在室内的标签发送定位数据；
uwb基站，至少设置有三个，用于以一定的频率向活动在室内的标签发送定位数据；
标签，用于将同一时刻接收到的定位数据发送到系统服务器；
系统服务器，用于根据标签收到的定位数据利用定位算法计算出标签在室内所处的位置坐标，并提供地图、蓝牙信标、uwb基站、围栏、标签的管理、实时的人员定位以及轨迹回放功能；其中所述的蓝牙信标、uwb基站均标注在地图中，地图可以通过标注围栏限定人员活动区域。
所述的每个蓝牙信标或uwb基站均有各自的具体位置和唯一标识符。
所述的定位数据包括RSSI信号及脉冲信号。蓝牙信标发送的定位数据是RSSI信号、uwb基站发送的定位数据是脉冲信号。
根据所述的集成多种定位方式的室内定位管理系统进行定位的方法，包括如下步骤：
步骤一、系统服务器对标签对标签收集到的每个定位数据进行过滤处理，处理后每个信标得到唯一的定位数据处理方式包括：均值过滤、狄克逊检验法过滤、高斯滤波过滤；
步骤二、将过滤后的定位数据转化为距离，公式如下：
d＝10^((ABS(RSSI)-A)/(10*n))
其中d为蓝牙信标至标签的距离，单位是m；
RSSI为RSSI信号强度，为负数。
A为距离标签1m时的RSSI值的绝对值；
n为环境衰减因子，需要测试矫正；
步骤三、根据蓝牙信标或Uwb基站的坐标、蓝牙信标或Uwb基站至标签的距离，利用定位算法计算出标签在室内所处的位置坐标，步骤如下：
步骤3.1、建立蓝牙信标或Uwb基站与标签距离方程组
其中n个蓝牙信标或Uwb基站的坐标为(X1 Y1)、(X2 Y2)...(Xn Yn)
其中n个蓝牙信标或Uwb基站至标签的距离为d1、d2...dn步骤3.2、上述方程组为非线性方程组，用方程组中前n-1个方程减去第n个方程后，得到线性化的方程：
AX＝b
其中：
步骤3.3、用最小二乘法求解上边方程得：
X＝(ATA)-1ATb
X便是标签的坐标计算值；
步骤四、由步骤三计算出的坐标计算值就是标签所在的位置，系统服务器将其保存到数据库，在轨迹回放功能查看。
本系统对这两种定位方式实现了无缝切换，在室内布置好蓝牙信标或uwb基站，当有佩戴标签设备的人员经过时，会自动根据蓝牙信标或uwb基站来计算坐标。而且定位记录里也会有定位方式的区分。
本发明集成了蓝牙信标、uwb基站两种定位方式，依据定位精度不同应用在不同的场景中。对于定位精度要求不高的场景，可以选择蓝牙信标的定位方式，可以节省成本。对定位精度要求较高的场景，选择uwb基站的定位方式，提高生产力，做到了两种定位方式的无缝切换。而且还能查看任何时段的坐标轨迹，有助于分析具体使用定位标签的使用者的活动情况。
具体实施方式
集成多种定位方式的室内定位管理系统，包括：
蓝牙信标，至少设置有三个，用于以一定的频率向活动在室内的标签发送定位数据；
uwb基站，至少设置有三个，用于以一定的频率向活动在室内的标签发送定位数据；
标签，用于将同一时刻接收到的定位数据发送到系统服务器；
系统服务器，用于根据标签收到的定位数据利用定位算法计算出标签在室内所处的位置坐标，并提供地图、蓝牙信标、uwb基站、围栏、标签的管理、实时的人员定位以及轨迹回放功能；其中所述的蓝牙信标、uwb基站均标注在地图中，地图可以通过标注围栏限定人员活动区域。
所述的每个蓝牙信标或uwb基站均有各自的具体位置和唯一标识符。
所述的定位数据包括RSSI信号及脉冲信号。蓝牙信标发送的定位数据是RSSI信号、uwb基站发送的定位数据是脉冲信号。
根据所述的集成多种定位方式的室内定位管理系统进行定位的方法，包括如下步骤：
步骤一、系统服务器对标签对标签收集到的每个定位数据进行过滤处理，处理后每个信标得到唯一的定位数据处理方式包括：均值过滤、狄克逊检验法过滤、高斯滤波过滤；
步骤二、将过滤后的定位数据转化为距离，公式如下：
d＝10^((ABS(RSSI)-A)/(10*n))
其中d为蓝牙信标至标签的距离，单位是m；
RSSI为RSSI信号强度，为负数。
A为距离标签1m时的RSSI值的绝对值；
n为环境衰减因子，需要测试矫正；
步骤三、根据蓝牙信标或Uwb基站的坐标、蓝牙信标或Uwb基站至标签的距离，利用定位算法计算出标签在室内所处的位置坐标，步骤如下：
步骤3.1、建立蓝牙信标或Uwb基站与标签距离方程组
其中n个蓝牙信标或Uwb基站的坐标为(X1 Y1)、(X2 Y2)...(Xn Yn)
其中n个蓝牙信标或Uwb基站至标签的距离为d1、d2...dn步骤3.2、上述方程组为非线性方程组，用方程组中前n-1个方程减去第n个方程后，得到线性化的方程：
AX＝b
其中：
步骤3.3、用最小二乘法求解上边方程得：
X＝(ATA)-1ATb
X便是标签的坐标计算值；
步骤四、由步骤三计算出的坐标计算值就是标签所在的位置，系统服务器将其保存到数据库，在轨迹回放功能查看。

Claims (5)

1.集成多种定位方式的室内定位管理系统，其特征在于包括：
蓝牙信标，至少设置有三个，用于以一定的频率向活动在室内的标签发送定位数据；
uwb基站，至少设置有三个，用于以一定的频率向活动在室内的标签发送定位数据；
标签，用于将同一时刻接收到的定位数据发送到系统服务器；
系统服务器，用于根据标签收到的定位数据利用定位算法计算出标签在室内所处的位置坐标，并提供地图、蓝牙信标、uwb基站、围栏、标签的管理、实时的人员定位以及轨迹回放功能；其中所述的蓝牙信标、uwb基站均标注在地图中，地图可以通过标注围栏限定人员活动区域。
2.根据权利要求1所述的集成多种定位方式的室内定位管理系统，其特征在于：所述的每个蓝牙信标或uwb基站均有各自的具体位置和唯一标识符。
3.根据权利要求1所述的集成多种定位方式的室内定位管理系统，其特征在于：所述的定位数据包括RSSI信号及脉冲信号。
4.根据权利要求1所述的集成多种定位方式的室内定位管理系统进行定位的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、系统服务器对标签对标签收集到的每个定位数据进行过滤处理，处理后每个信标得到唯一的定位数据
步骤二、将过滤后的定位数据转化为距离，公式如下：
d＝10^((ABS(RSSI)-A)/(10*n))
其中d为蓝牙信标至标签的距离，单位是m；
RSSI为RSSI信号强度，为负数。
A为距离标签1m时的RSSI值的绝对值；
n为环境衰减因子，需要测试矫正；
步骤三、根据蓝牙信标的坐标、蓝牙信标至标签的距离，利用定位算法计算出标签在室内所处的位置坐标，步骤如下：
步骤3.1、建立蓝牙信标与标签距离方程组
其中n个蓝牙信标或Uwb基站的坐标为(X1 Y1)、(X2 Y2)...(Xn Yn)；
其中n个蓝牙信标或Uwb基站至标签的距离为d1、d2...dn
步骤3.2、上述方程组为非线性方程组，用方程组中前n-1个方程减去第n个方程后，得到线性化的方程：
AX＝b
其中：
步骤3.3、用最小二乘法求解上边方程得：
X＝(ATA)-1ATb
X便是标签的坐标计算值；
步骤四、由步骤三计算出的坐标计算值就是标签所在的位置，系统服务器将其保存到数据库，在轨迹回放功能查看。
5.根据权利要求4所述的定位的方法，其特征在于：所述步骤一中对标签收集到的每个定位数据进行过滤处理的处理方式包括：均值过滤、狄克逊检验法过滤、高斯滤波过滤。
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