[发明专利]基于RSSI修正值双重定位的蓝牙室内定位方法

说明书

本发明公开了一种基于RSSI修正值双重定位的蓝牙室内定位方法，其方案是：1.采集各个iBeacon节点收到其他iBeacon节点的接收信号强度值并对其修正，得到iBeacon节点接收信号强度值修正矩阵；2.根据该修正矩阵计算各个节点到其他节点的距离矩阵；3.由距离矩阵估计各节点的坐标值得到坐标误差；4.采集待定位节点收到iBeacon节点接收信号强度值并对其修正，得到待定位节点信号强度修正矩阵；5.根据该修正矩阵得到待定位节点到其他iBeacon节点的距离矩阵，进而得到待定位节点的坐标估计值；6.由步骤3和步骤5的结果得到待定位节点的最终坐标。本发明定位精度高，可用于养老院和智慧社区。

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种蓝牙室内定位方法，可用于商场、养老院、智慧社区及消防场所。

背景技术

随着物联网社会的迅速发展，传感智能设备以其低功耗、自组织、布局方便等优点越来越被广泛应用于智慧社会中，并且室内定位已成为物联网社会的重要支撑领域，而基于蓝牙iBeacon的室内定位技术以其独特的优越性将成为室内定位的热点之一。

目前基于蓝牙的室内定位算法主要有基于信号传输时间的算法TOA、基于信号传输时间差的算法TDOA、基于信号到达角度的算法AOA、基于接收信号强度值RSSI的算法和单质心算法，其中：

TOA算法，由于室内环境空间相对狭小，信号的传播受到障碍物的干扰会带来传播时间的时延，并且会产生时延的叠加，同时此算法要求定位节点和参考节点之间的时钟精准同步，对硬件的要求很高，系统的复杂性和成本的投入较大，导致实用性较低。

TDOA算法，是TOA算法的改进，此算法不是直接利用信号到达参考节点的绝对时间，而是利用信号到达两个参考节点的时间差来确定定位节点的位置，因此不需要参考节点和定位节点之间的时钟精准同步，只需要参考节点之间的时钟同步即可，该算法虽然降低了时钟同步的要求，但是精度较低。

AOA算法，此算法需要在节点上安装天线矩阵来获得角度信息，但是由于大部分节点的天线都是全向的，无法区分信号来自于哪个方向，并且在蓝牙节点上安装天线需要特殊的硬件设备，如天线阵列，导致蓝牙节点在耗能、尺寸以及价格上都要超过普通的传感节点，与无线智能设备低成本和低功耗的特性相违背，所以实用性较差。

RSSI算法，该算法是通过获取接收信号强度值RSSI和距离之间的关系，得到距离和RSSI之间的模型，从而进行室内定位。但是由于室内环境下无线电信号自由衰减效应、信号吸收效应、非视距传播效应、多径效应、阴影效应造成了蓝牙信号的RSSI值随着距离的变化在做着剧烈变动，导致传统的基于接收信号强度值RSSI的定位算法存在的误差范围较大。但由于其对时钟处理的要求低，低成本，复杂度低，所以一般的室内定位算法都是基于RSSI展开。

单质心算法，是通过定位节点接收所有在其通信范围内的参考节点的信息，并将参考节点的几何质心作为自己的估计位置来定位，但是质心个数单一，离待定位节点较远处的参考节点的影响度较小，不能重点突出离待定位节点较远处的参考节点的贡献度大小，带来的误差较大，没有进一步提升定位精度。

发明内容

本发明的目的在于针对以上现有技术的不足，提出一种基于RSSI修正值双重定位的蓝牙室内定位方法，以提高蓝牙iBeacon的室内定位精度。

为达到以上目的，本发明的技术方案包括如下：

(1)采集室内部署的各个iBeacon节点接收到的其他iBeacon节点的接收信号强度值，构成iBeacon节点信号强度矩阵R，并利用狄克逊检测法和高斯滤波算法对其进行修正，得到各个iBeacon节点的信号强度修正值，构成iBeacon节点信号强度修正矩阵R'：

其中：