CN112946572B - 一种基于蓝牙组网的定位方法和系统 - Google Patents

一种基于蓝牙组网的定位方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于蓝牙组网的定位方法和系统，包括，基于定位空间设置定位信标，定位信标分别设置于四个不同方位的边界线上的第一蓝牙设备；基于各定位信标对定位空间进行地图构建以获取对应的二维地图；通过第一定位信标获取待定位设备与第一定位信标建立连接时的第一连接参数，并分别发送至其他定位信标；其中待定位设备为置于定位空间的第二蓝牙设备；通过第一定位信标获取所有定位信标分别监听的待定位设备发射的第一蓝牙AOA数据以获取的第一RSSI数据；基于第一定位信标获取的第一RSSI数据分别获取待定位设备与所有定位信标的距离并基于该距离获取待定位设备的位置信息以在二维地图中生成定位点。实施本发明部署简单，且定位精度高。

Description

一种基于蓝牙组网的定位方法和系统
技术领域
本发明涉及室内定位技术，更具体地说，涉及一种基于蓝牙组网的定位方法和系统。
背景技术
当前使用的定位技术主要有GPS、北斗等卫星定位技术，以及移动基站定位技术等，卫星定位技术由于高度依赖对卫星定位信号的获取，所以当有建筑物、隧道等障碍物遮挡时，卫星定位信号将十分微弱，甚至完全丧失，从而导致无法实现精确定位，移动基站则受限于定位精度不高，因此当前的卫星定位技术和移动基站定位技术均不适用于室内定位。而在一些室内定位技术中，普通的蓝牙或Zigbee定位技术存在部署和维护复杂的问题，使用成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述部分技术缺陷，提供一种基于蓝牙组网的定位方法和系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于蓝牙组网的定位方法，其包括：
S1、基于定位空间的空间边界设置第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标，其中所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标为分别设置于四个不同方位的边界线上的第一蓝牙设备；
S2、基于所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标对所述定位空间进行地图构建以获取所述定位空间对应的二维地图；
S3、通过所述第一定位信标获取待定位设备与所述第一定位信标建立连接时的第一连接参数，并分别发送至所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标；其中所述待定位设备为置于所述定位空间的第二蓝牙设备；
S4、通过所述第一定位信标获取所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标分别监听所述待定位设备发射的第一蓝牙AOA数据以对应获取的第一RSSI数据；
S5、基于所述第一定位信标获取的所述第一RSSI数据分别获取所述待定位设备与所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标的第一距离、第二距离、第三距离和第四距离；
S6、基于所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离和所述第四距离获取所述待定位设备的位置信息并在所述二维图中生成定位点。
优选地，本发明的基于蓝牙组网的定位方法，还包括：
S7、通过所述第一定位信标分别获取由所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标通过监听所述待定位设备发射的第一蓝牙AOA数据以对应获取的第一到达角；
S8、基于所述第一定位信标获取的所述第一到达角对所述定位点进行修正。
优选地，
所述第一到达角包括：所述待定位设备与所述第一定位信标的到达角θ1、所述待定位设备与所述第二定位信标的到达角θ2、所述待定位设备与所述第三定位信标的到达角θ3和所述待定位设备与所述第四定位信标的到达角θ4；
在所述步骤S8中，基于所述第一定位信标获取的所述第一到达角对所述定位点进行修正包括：
分别获取所述第一定位信标沿所述到达角θ1延伸、所述第二定位信标沿所述到达角θ2延伸、所述第三定位信标沿所述到达角θ3延伸和所述第四定位信标沿所述到达角θ4延伸的延伸线；
获取任意至少两条延伸线的延伸交点基于所述延伸交点对所述定位点进行修正。
优选地，
在所述步骤S2中，所述基于所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标对所述定位空间进行地图构建以获取所述定位空间对应的二维地图，包括：
S21、依次启动所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标；
S22、通过所述第一定位信标与所述第二定位信标建立通信连接并获取对应的第二连接参数，并通过所述第一定位信标传输所述第二连接参数至所述第三定位信标和所述第四定位信标；
S23、通过所述第一定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标监听所述第二定位信标以获取所述第二定位信标发射的第二蓝牙AOA数据以获取对应的第二到达角和第二RSSI；
S24、根据所述第二到达角和所述第二RSSI获取所述定位空间的空间边界，以根据所述空间边界建立所述定位空间的二维地图。
优选地，
设置所述第一定位信标与所述第三定位信标之间的连线和所述第二定位信标与所述第四定位信标之间的连线相互垂直；
在所述步骤S23中，所述第二到达角包括所述第二定位信标与所述第三定位信标的到达角θ23；所述第二RSSI包括所述第二定位信标与所述第三定位信标的RSSI23；
在所述步骤S24中，所述根据所述第二到达角和所述第二RSSI获取所述定位空间的空间边界，包括：
根据所述第二定位信标与所述第三定位信标的RSSI23获取所述第二定位信标与所述第三定位信标之间的距离d23；
根据所述到达角θ23和所述距离d23获取所述第二定位信标所在的边界线长度L2和所述第三定位信标所在的边界线长度L3，并根据所述第三定位信标所在的边界线长度L3确认所述第一定位信标所在的边界线长度L1，使得L1＝L3，根据所述第二定位信标所在的边界线长度L2确认所述第四定位信标所在的边界线长度L4，使得L2＝L4；
或
在所述步骤S23中，所述第二到达角包括所述第二定位信标与所述第一定位信标的到达角θ21；所述第二RSSI包括所述第二定位信标与所述第一定位信标的RSSI21；
在所述步骤S24中，所述根据所述第二到达角和所述第二RSSI获取所述定位空间的空间边界，包括：
根据所述第二定位信标与所述第一定位信标的RSSI21获取所述第二定位信标与所述第一定位信标的距离d21；
根据所述到达角θ21和所述距离d21获取所述第二定位信标所在的边界线长度L2和所述第一定位信标所在的边界线长度L1，并根据所述第一定位信标所在的边界线长L1确认所述第三定位信标所在的边界线长L3，使得L1＝L3，根据所述第二定位信标所在的边界线长确认所述第四定位信标所在的边界线长L4，使得L2＝L4。
优选地，
在所述步骤S23中，所述第二RSSI还包括所述第二定位信标与所述第四定位信标的RSSI24；
在所述步骤S24中，所述根据所述第二到达角和所述第二RSSI获取所述定位空间的空间边界，还包括：
根据所述第二定位信标与所述第四定位信标的RSSI24获取所述第二定位信标与所述第四定位信标的距离d24；
根据所述距离d24获取所述第三定位信标所在的边界线长度L3和所述第一定位信标所在的边界线长度L1，其中L1＝L3＝d24。
优选地，
在所述步骤S22中，所述通过所述第一定位信标传输所述第二连接参数至所述第三定位信标和所述第四定位信标；包括：
所述第一定位信标通过广播或定向连接的方式发送所述第二连接参数至所述第三定位信标和所述第四定位信标。
优选地，
在所述步骤S6中，所述基于所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离和所述第四距离获取所述待定位设备的位置信息并在所述二维图中生成定位点，包括：
获取分别以所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离和所述第四距离为半径的数个圆形区域；
获取所述数个圆形区域的重叠区域，以根据所述重叠区域生成所述定位点。
优选地，
本发明的基于蓝牙组网的定位方法，还包括：
对所述第一RSSI数据通过高斯滤波、均值滤波和/或可信度标定滤波后，以根据滤波后的第一RSSI数据分别获取所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离和所述第四距离。
本发明还构造一种蓝牙组网的定位系统，包括：
设置定位空间的空间边界的第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标，其中所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标为分别设置于四个不同方位的边界线上的第一蓝牙设备；
以及：
地图构建单元，用于基于所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标对所述定位空间进行地图构建以获取所述定位空间对应的二维地图；
连接参数获取单元，用于通过所述第一定位信标获取待定位设备与所述第一定位信标建立连接时的第一连接参数，并分别发送至所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标，其中，所述待定位设备为置于所述定位空间的第二蓝牙设备；
数据监听单元，用于通过所述第一定位信标获取所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标分别监听所述待定位设备发射的第一蓝牙AOA数据以对应获取的第一RSSI数据；
数据处理单元，用于基于所述第一定位信标获取的所述第一RSSI数据分别获取所述待定位设备与所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标的第一距离、第二距离、第三距离和第四距离；
定位信息生成单元，用于基于所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离和所述第四距离获取所述待定位设备的位置信息并在所述二维图中生成定位点。
实施本发明的一种基于蓝牙组网的定位方法和系统，具有以下有益效果：部署简单，且定位精度高。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一种基于蓝牙组网的定位方法一实施例的程序流程图；
图2是本发明一种基于蓝牙组网的定位方法另一实施例的程序流程图；
图3是本发明一种基于蓝牙组网的定位方法另一实施例的程序流程图；
图4是本发明一种基于蓝牙组网的定位方法中二维地图构建一实施例的示意图；
图5是本发明一种基于蓝牙组网的定位方法中定位点一实施例的示意图；
图6是本发明一种基于蓝牙组网的定位系统中一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，在本发明的一种基于蓝牙组网的定位方法第一实施例中，包括：
S1、基于定位空间的空间边界设置第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标，其中第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标为分别设置于四个不同方位的边界线上的第一蓝牙设备；具体的，定位空间的空间边界可以为空间对应的物理边界，例如，定位空间可以为由四面具有墙壁的矩形或近似矩形，其空间边界可以和四面的墙壁对应。定位信标为蓝牙设备，其中第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标为分别设置于四个不同方位的边界线，例如，第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标分别设置于四面墙壁上。此外，为保证定位效果，四个定位信标设置的高度尽量保持一致。
S2、基于第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标对定位空间进行地图构建以获取定位空间对应的二维地图；具体的，在设置完第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标后，其根据第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标进行定位空间的地图构建，得到定位空间的二维地图。在一些实施例中，其可以在构建的二维地图中，对第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标进行标记。
S3、通过第一定位信标获取待定位设备与第一定位信标建立连接时的第一连接参数，并分别发送至第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标；其中待定位设备为置于定位空间的第二蓝牙设备；在具体的定位过程中，其可以在第一定位信标与待定位设备进行连接获得待定位设备与第一定位信标的连接参数即第一连接参数，并将该连接参数传输给第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标，最终通过该连接参数建立第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标和待定位设备的连接关系。
S4、通过第一定位信标获取第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标分别监听的待定位设备发射的第一蓝牙AOA数据以对应获取的第一RSSI数据；四个定位信标通过监听待定位设备发射的蓝牙AOA数据包即第一蓝牙AOA数据，根据该数据提取其中的RSSI数据。其中，第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标分别提取的RSSI数据全部传输到第一定位信标。其中RSSI(Received Signal Strength Indication)为接收的信号强度指示，其与发射端与接收端的距离相关。
S5、基于第一定位信标获取的第一RSSI数据分别获取待定位设备与第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标的第一距离、第二距离、第三距离和第四距离；其中，可以基于第一定位信标获取的所有RSSI数据进行对应的计算，以对应的获取待定位设备与第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标的第一距离、第二距离、第三距离和第四距离。
S6、基于第一距离、第二距离、第三距离和第四距离获取待定位设备的位置信息并在二维图中生成定位点。在获取到待定位设备到各定位信标的距离后，其可以根据该距离进行计算，得到定位设备的位置坐标，根据该位置坐标在二维地图中生成与待定位设备对应的定位点，即可以从二维地图中看到待定位设备在二维地图中的位置。
如图2所示，在一实施例中，本发明的基于蓝牙组网的定位方法还包括：S7、通过第一定位信标分别获取由第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标通过监听待定位设备发射的第一蓝牙AOA数据以对应获取的第一到达角；S8、基于第一定位信标获取的第一到达角对定位点进行修正。具体的，在基于RSSI获取距离时，其由于RSSI测量精度导致得到的待定位设备的位置信息可能为一个比较大的范围，其可以根据获取的蓝牙AOA数据获取待定位设备与四个定位信标之间的到达角，根据该到达角进一步的进行定位，对得到定位点进行修正，以得到准确更好的定位点。
可选的，第一到达角包括：待定位设备与第一定位信标的到达角θ1、待定位设备与第二定位信标的到达角θ2、待定位设备与第三定位信标的到达角θ3和待定位设备与第四定位信标的到达角θ4；在步骤S8中，基于第一定位信标获取的第一到达角对定位点进行修正包括：分别获取第一定位信标沿到达角θ1延伸、第二定位信标沿到达角θ2延伸、第三定位信标沿到达角θ3延伸和第四定位信标沿到达角θ4延伸的延伸线；获取任意至少两条延伸线的延伸交点基于延伸交点对定位点进行修正。具体的，其得到的待定位设备与四个定位信标之间的到达角分别为到达角θ1、到达角θ2、到达角θ3和到达角θ4，其可以对每一定位信标沿其对应的到达角进行延伸以得到对应的延伸线。在理想状态下，该四条延伸线会最终交汇于与一点，该点即对应为待定位设备的位置。由于测试过程中存在的误差，其四条延伸线可能并不能最终的汇聚与一点，在该实施例中，可以获取其中任意的至少两个延伸线的交点，根据该延伸交点以对定位点进行修正。
如图3所示，在一实施例中，其基于第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标对定位空间进行地图构建以获取定位空间对应的二维地图，包括以下步骤：S21、依次启动第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标；S22、通过第一定位信标与第二定位信标建立通信连接并获取对应的第二连接参数，并通过第一定位信标传输第二连接参数至第三定位信标和第四定位信标；S23、通过第一定位信标、第三定位信标和第四定位信标监听第二定位信标以获取第二定位信标发射的第二蓝牙AOA数据以获取对应的第二到达角和第二RSSI；S24、根据第二到达角和第二RSSI获取定位空间的空间边界，以根据空间边界建立定位空间的二维地图。其基于四个定位信标获取定位空间的二维地图的具体过程为，设置第一定位信标为主定位信标，其他定位信标为被动定位信标。四个定位信标按照第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标的顺序依次启动。在依次启动的过程中，第一定位信标首先与第二定位信标建立连接，同时获取该连接的连接参数并将该连接参数传输给第三定位信标和第四定位信标。以此得到四个定位信标之间的连接关系。在建立连接关系后，可以通过第一定位信标、第三定位信标、第四定位信标监听第二定位信标发射的蓝牙AoA数据包，并提取其中的到达角和RSSI即第二到达角和第二RSSI。根据第二到达角和第二RSSI可以通过数据计算得到定位空间的空间边界，并在得到空间边界后，能够基于该空间边界构建该定位空间的二维地图。
在一实施例中，如图4所示，其设置第一定位信标与第三定位信标之间的连线和第二定位信标与第四定位信标之间的连线相互垂直；
在步骤S23中，第二到达角包括第二定位信标与第三定位信标的到达角θ23；第二RSSI包括第二定位信标与第三定位信标的RSSI23；在步骤S24中，根据第二到达角和第二RSSI获取定位空间的空间边界，包括：根据第二定位信标与第三定位信标的RSSI23获取第二定位信标与第三定位信标之间的距离d23；根据到达角θ23和距离d23获取第二定位信标所在的边界线长度L2和第三定位信标所在的边界线长度L3，并根据第三定位信标所在的边界线长度L3确认第一定位信标所在的边界线长度L1，使得L1＝L3，根据第二定位信标所在的边界线长度L2确认第四定位信标所在的边界线长度L4，使得L2＝L4；即，其构建定位空间为矩形空间，当定位空间为四面有墙的矩形空间时，其尽量四个定位信标设置在四面墙长度对应的中间位置。而对于无边界或边界较大的空间或者非矩形空间，其可以根据上述的过程进行矩形空间的构建。以在该构建的矩形空间进行待定位设备的定位。其具体可以根据公式L2＝sinθ23*d23*2和L3＝cosθ23*d23*2分别得到第二定位信标所在的边界线长度L2和第三定位信标所在的边界线长度L3，根据矩形构建，其可以将与第二定位信标正对的第四定位信标所在的边界线长度L4设置为与第二定位信标所在的边界线长度L2相等，将与第三定位信标正对的第一定位信标所在的边界线长度L1设置为与第三定位信标所在的边界线长度L3相等，以此得到四个边界线的长度，得到了定位空间的二维地图的构建。
其矩形空间的构建还可以包括：在步骤S23中，第二到达角包括第二定位信标与第一定位信标的到达角θ21；第二RSSI包括第二定位信标与第一定位信标的RSSI21；在步骤S24中，根据第二到达角和第二RSSI获取定位空间的空间边界，包括：根据第二定位信标与第一定位信标的RSSI21获取第二定位信标与第一定位信标的距离d21；根据到达角θ21和距离d21获取第二定位信标所在的边界线长度L2和第一定位信标所在的边界线长度L1，并根据第一定位信标所在的边界线长L1确认第三定位信标所在的边界线长L3，使得L1＝L3，根据第二定位信标所在的边界线长L2确认第四定位信标所在的边界线长L4，使得L2＝L4。其具体可以根据公式L2＝sin|θ21|*d21*2和L1＝cos|θ21|*d21*2分别得到第二定位信标所在的边界线长度L2和第一定位信标所在的边界线长度L1，根据矩形构建，其可以将与第二定位信标正对的第四定位信标所在的边界线长度L4设置为与第二定位信标所在的边界线长度L2相等，将与第一定位信标正对的第三定位信标所在的边界线长度L3设置为与第一定位信标所在的边界线长度L1相等，以此得到四个边界线的长度，得到了定位空间的二维地图的构建。
在一实施例中，在步骤S23中，第二RSSI还包括第二定位信标与第四定位信标的RSSI24；在步骤S24中，根据第二到达角和第二RSSI获取定位空间的空间边界，还包括：根据第二定位信标与第四定位信标的RSSI24获取第二定位信标与第四定位信标的距离d24；根据距离d24获取第三定位信标所在的边界线长度L3和第一定位信标所在的边界线长度L1，其中L1＝L3＝d24。在定位空间的矩形构建中，其还可以根据第二定位信标与第四定位信标的RSSI24直接获取该两个定位信标之间的距离d24，并将该距离作为第三定位信标和第一定位信标所在的边界线长度，并基于上面获取的第二定位信标和第四信标所在的边界线长度进行定位空间的空间边界构建，以得到对应的二维地图。
由于，在空间构建中，其边界长度可以由多组数据同时求得，每组数据中包含一定时长内获取到的冗余数据，实际测算时，由于受环境因素影响，测得的RSSI数据数值和理论值可能有一定偏差且具有随机波动的特点，当采集到足够多的数据之后，可以通过一些方法来降低计算误差，比如在多径效应下，短时间内连续测得的RSSI其强度越低通常其可信度越低，计算时适当地将低可信度的数据剔除后，再通过高斯滤波、均值滤波等方法计算后可得到更为准确的空间边界长度数据。
可选的，其中，在第一定位信标传输第二连接参数至其他定位信标的过程中，第一定位信标可以通过广播或定向连接的方式发送第二连接参数至第三定位信标和第四定位信标。
在一实施例中，如图5所示，在步骤S6中，基于第一距离、第二距离、第三距离和第四距离获取待定位设备的位置信息并在二维图中生成定位点，包括：获取分别以第一距离、第二距离、第三距离和第四距离为半径的数个圆形区域；获取数个圆形区域的重叠区域，以根据重叠区域生成定位点。具体的，对待定位设备进行位置定位的过程中，在得到待定位设备到各定位信标的距离后，可以以各个定位信标的位置为圆心，并以对应的距离为半径作圆，几个圆交汇的位置即为待定位设备的位置，基于该位置在二维地图上进行标识。
在一实施例中，本发明的基于蓝牙组网的定位方法还包括：对第一RSSI数据通过高斯滤波、均值滤波和/或可信度标定滤波后，以根据滤波后的第一RSSI数据分别获取第一距离、第二距离、第三距离和第四距离。具体的，在根据RSSI计算距离的过程中，由于采集RSSI数据时多径效应等干扰因素的存在，计算过程中需使用高斯滤波、均值滤波、可信度标定滤波等方法过滤干扰数据，以得到最终的RSSI数据，并根据最终的RSSI数据计算得到待定位设备到各信标之间的距离。
如图6所示，另，本申请的一种蓝牙组网定位系统，其具体包括：
设置定位空间的空间边界的第一定位信标111、第二定位信标112、第三定位信标113和第四定位信标114，其中第一定位信标111、第二定位信标112、第三定位信标113和第四定位信标114为分别设置于四个不同方位的边界线上的第一蓝牙设备；
以及：
地图构建单元133，用于基于第一定位信标111、第二定位信标112、第三定位信标113和第四定位信标114对定位空间进行地图构建以获取定位空间对应的二维地图；
连接参数获取单元131，用于通过第一定位信标111获取待定位设备与第一定位信标建立连接时的第一连接参数，并分别发送至第二定位信标112、第三定位信标113和第四定位信标114；其中待定位设备120为置于定位空间的第二蓝牙设备；
数据监听单元132，通过第一定位信标111获取第一定位信标111、第二定位信标112、第三定位信标113和第四定位信标114分别监听的待定位设备发射的第一蓝牙AOA数据以对应获取的第一RSSI数据；
数据处理单元134，用于基于第一定位信标111获取的第一RSSI数据分别获取待定位设备与第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标的第一距离、第二距离、第三距离和第四距离；
定位信息生成单元135，用于基于第一距离、第二距离、第三距离和第四距离获取待定位设备的位置信息并在二维图中生成定位点，
在一实施例中，其还可以通过数据监听单元132获取第一定位信标111获取第一定位信标111、第二定位信标112、第三定位信标113和第四定位信标114分别监听的待定位设备发射的第一蓝牙AOA数据以对应获取的第一到达角，并基于所述第一到达角对定位点进行修正以获取更准确的定位点。
其中，这里的蓝牙组网定位系统各单元之间具体的配合操作过程具体可以参照上述蓝牙组网定位方法，这里不再赘述。其中部分单元可以通过智能终端实现。
可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种基于蓝牙组网的定位方法，其特征在于，包括：
S1、基于定位空间的空间边界设置第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标，其中所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标为分别设置于四个不同方位的边界线上的第一蓝牙设备；
S2、基于所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标对所述定位空间进行地图构建以获取所述定位空间对应的二维地图；
S3、通过所述第一定位信标获取待定位设备与所述第一定位信标建立连接时的第一连接参数，并分别发送至所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标；其中所述待定位设备为置于所述定位空间的第二蓝牙设备；
S4、通过所述第一定位信标获取所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标分别监听所述待定位设备发射的第一蓝牙AOA数据以对应获取的第一RSSI数据；
S5、基于所述第一定位信标获取的所述第一RSSI数据分别获取所述待定位设备与所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标的第一距离、第二距离、第三距离和第四距离；
S6、基于所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离和所述第四距离获取所述待定位设备的位置信息并在所述二维地图中生成定位点；
S7、通过所述第一定位信标分别获取由所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标通过监听所述待定位设备发射的第一蓝牙AOA数据以对应获取的第一到达角；
S8、基于所述第一定位信标获取的所述第一到达角对所述定位点进行修正；
其中，
所述第一到达角包括：所述待定位设备与所述第一定位信标的到达角θ1、所述待定位设备与所述第二定位信标的到达角θ2、所述待定位设备与所述第三定位信标的到达角θ3和所述待定位设备与所述第四定位信标的到达角θ4；
在所述步骤S8中，基于所述第一定位信标获取的所述第一到达角对所述定位点进行修正包括：
分别获取所述第一定位信标沿所述到达角θ1延伸、所述第二定位信标沿所述到达角θ2延伸、所述第三定位信标沿所述到达角θ3延伸和所述第四定位信标沿所述到达角θ4延伸的延伸线；
获取任意至少两条延伸线的延伸交点基于所述延伸交点对所述定位点进行修正；且
在所述步骤S2中，所述基于所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标对所述定位空间进行地图构建以获取所述定位空间对应的二维地图，包括：
S21、依次启动所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标；
S22、通过所述第一定位信标与所述第二定位信标建立通信连接并获取对应的第二连接参数，并通过所述第一定位信标传输所述第二连接参数至所述第三定位信标和所述第四定位信标；
S23、通过所述第一定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标监听所述第二定位信标以获取所述第二定位信标发射的第二蓝牙AOA数据以获取对应的第二到达角和第二RSSI；
S24、根据所述第二到达角和所述第二RSSI获取所述定位空间的空间边界，以根据所述空间边界建立所述定位空间的二维地图。
2.根据权利要求1所述的基于蓝牙组网的定位方法，其特征在于，设置所述第一定位信标与所述第三定位信标之间的连线和所述第二定位信标与所述第四定位信标之间的连线相互垂直；
在所述步骤S23中，所述第二到达角包括所述第二定位信标与所述第三定位信标的到达角θ23；所述第二RSSI包括所述第二定位信标与所述第三定位信标的RSSI23；
在所述步骤S24中，所述根据所述第二到达角和所述第二RSSI获取所述定位空间的空间边界，包括：
根据所述第二定位信标与所述第三定位信标的RSSI23获取所述第二定位信标与所述第三定位信标之间的距离d23；
根据所述到达角θ23和所述距离d23获取所述第二定位信标所在的边界线长度L2和所述第三定位信标所在的边界线长度L3，并根据所述第三定位信标所在的边界线长度L3确认所述第一定位信标所在的边界线长度L1，使得L1=L3，根据所述第二定位信标所在的边界线长度L2确认所述第四定位信标所在的边界线长度L4，使得L2=L4；
或
在所述步骤S23中，所述第二到达角包括所述第二定位信标与所述第一定位信标的到达角θ21；所述第二RSSI包括所述第二定位信标与所述第一定位信标的RSSI21；
在所述步骤S24中，所述根据所述第二到达角和所述第二RSSI获取所述定位空间的空间边界，包括：
根据所述第二定位信标与所述第一定位信标的RSSI21获取所述第二定位信标与所述第一定位信标的距离d21；
根据所述到达角θ21和所述距离d21获取所述第二定位信标所在的边界线长度L2和所述第一定位信标所在的边界线长度L1，并根据所述第一定位信标所在的边界线长L1确认所述第三定位信标所在的边界线长L3，使得L1=L3，根据所述第二定位信标所在的边界线长确认所述第四定位信标所在的边界线长L4，使得L2=L4。
3.根据权利要求2所述的基于蓝牙组网的定位方法，其特征在于，
在所述步骤S23中，所述第二RSSI还包括所述第二定位信标与所述第四定位信标的RSSI24；
在所述步骤S24中，所述根据所述第二到达角和所述第二RSSI获取所述定位空间的空间边界，还包括：
根据所述第二定位信标与所述第四定位信标的RSSI24获取所述第二定位信标与所述第四定位信标的距离d24；
根据所述距离d 24获取所述第三定位信标所在的边界线长度L3和所述第一定位信标所在的边界线长度L1，其中L1=L3=d24。
4.根据权利要求1所述的基于蓝牙组网的定位方法，其特征在于，在所述步骤S22中，所述通过所述第一定位信标传输所述第二连接参数至所述第三定位信标和所述第四定位信标；包括：
所述第一定位信标通过广播或定向连接的方式发送所述第二连接参数至所述第三定位信标和所述第四定位信标。
5.根据权利要求1所述的基于蓝牙组网的定位方法，其特征在于，在所述步骤S6中，所述基于所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离和所述第四距离获取所述待定位设备的位置信息并在所述二维地图中生成定位点，包括：
获取分别以所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离和所述第四距离为半径的数个圆形区域；
获取所述数个圆形区域的重叠区域，以根据所述重叠区域生成所述定位点。
6.根据权利要求1所述的基于蓝牙组网的定位方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述第一RSSI数据通过高斯滤波、均值滤波和/或可信度标定滤波后，以根据滤波后的第一RSSI数据分别获取所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离和所述第四距离。
7.一种蓝牙组网的定位系统，其特征在于，用于实现如权利要求1至6任意一项所述的定位方法，所述定位系统包括：
设置定位空间的空间边界的第一定位信标、第二定位信标、第三定位信标和第四定位信标，其中所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标为分别设置于四个不同方位的边界线上的第一蓝牙设备；
以及：
地图构建单元，用于基于所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标对所述定位空间进行地图构建以获取所述定位空间对应的二维地图；
连接参数获取单元，用于通过所述第一定位信标获取待定位设备与所述第一定位信标建立连接时的第一连接参数，并分别发送至所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标，其中，所述待定位设备为置于所述定位空间的第二蓝牙设备；
数据监听单元，用于通过所述第一定位信标获取所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标分别监听所述待定位设备发射的第一蓝牙AOA数据以对应获取的第一RSSI数据；
数据处理单元，用于基于所述第一定位信标获取的所述第一RSSI数据分别获取所述待定位设备与所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标的第一距离、第二距离、第三距离和第四距离；
定位信息生成单元，用于基于所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离和所述第四距离获取所述待定位设备的位置信息并在所述二维地图中生成定位点；
所述定位信息生成单元还用于通过所述第一定位信标分别获取由所述第一定位信标、所述第二定位信标、所述第三定位信标和所述第四定位信标通过监听所述待定位设备发射的第一蓝牙AOA数据以对应获取的第一到达角；并基于所述第一定位信标获取的所述第一到达角对所述定位点进行修正。
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