[发明专利]一种室内定位引导方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于定位技术领域，具体涉及一种室内定位引导方法及系统。

背景技术

手机的地理位置定位能力是导航和LBS(Location Based Service基于位置的服务)应用的技术基础，可实现各种与位置相关的服务，例如查看附近的餐馆等。

手机的室外定位主要依靠GPS完成。但是在室内GPS信号受建筑物的遮蔽而大大衰减，所以传统室外定位技术在室内几乎不可用。

目前存在的室内定位方式主要有：WIFI、蓝牙、LED灯泡、激光、UWB。

(1)WIFI、蓝牙、LED灯泡，这三种方式可以直接利用手机内现有的硬件进行室内定位，获得了较大的关注，很多公司投入其中研究如何提高定位精度。但是受相关物理特性的影响，目前这些方式的定位精度太低，普遍在数米以上，且稳定性和抗干扰能力弱，无法满足精确室内LBS的需求。而且截止目前也没有看到能大幅度提高定位精度的迹象。

(2)激光定位的精确度最高，可以到厘米级，但激光雷达的成本也最高。因为不能直接对手机定位，所以激光定位主要用于机器人、无人车等成本相对不很敏感的设备定位。

(3)UWB(Ultra-Wideband超宽带)定位精度最高可到<10cm。但因为手机未集成UWB收发器，所以目前主要在特定领域对佩戴了UWB标签的人员和设备进行定位，例如对厂区人员和资产的室内定位。这种技术在商业领域应用的探索较少。

基于手机传感器的室内定位方法及系统(申请号201310234240.3)公开了一种基于手机传感器的室内定位系统，手机传感器包括陀螺仪传感器、方向传感器与加速度传感器。此种仅依靠手机集成的惯性传感器做室内定位的方法，无法解决累积误差大的问题，不实用。

现有的手机室内定位方案，普遍存在定位精度低、易受干扰的问题，实际定位误差通常在数米以上。这样的定位精度只能满足有限的LBS应用，例如在一个购物中心内勉强找到某个餐馆的大致位置范围。如果将定位精度进一步稳定提高到分米级(<0.5m)，则可以满足定位到超市货架的精度，具有更大的商业想象空间。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种室内定位引导方法，所述方法通过手机获得UWB定位标签的唯一序列号，完成手机与该UWB定位标签的虚拟绑定，UWB定位标签将坐标信息通过UWB定位基站网络发送给后台服务器或云端，手机从云端或后台服务器获得位置信息；

进一步地，所述方法包括：

S1：通过手机扫描UWB定位标签上的二维码获得标签的唯一序列号，实现虚拟绑定；

S2：UWB定位基站网络中的UWB定位基站，通过对应连接UWB定位标签，采集RRSI值，并采用均值法和高斯分布法对其进行参数处理；

S3：通过三角质心法计算获得第一坐标参数；

S4：对S3中所述第一数据进行加权质心计算，获取第二坐标参数；

S5：对S4中获取的第三坐标参数进行整合获取GPS数据，并进行GPS数据压缩；

S6：将S5中的压缩数据传输到后台服务器或云端；

S7：后台服务器或云端进行GPS数据解压，获取定位信息；

进一步地，所述S2具体为采集RRSI值并计算：

其中，d为接收端与发射端之间的距离；d₀为参考距离；Pr(d)为接收端的接收信号功率；Pr(d₀)为参考距离d₀点对应的接收信号功率；X_dBm是一个平均值为0的高斯随机变量，n为路径损耗指数，其与环境相关，室内视距n为1.6～1.8，有阻挡障碍的空间n为4～6；

进一步地，所述S3具体为：已知移动节点到三个信标节点的物理距离，用这三个信标节点做三个圆的圆心，到移动节点的物理距离为半径，画三个圆，这三个圆与移动节点相交的，三个圆的公共交点为移动节点MS的位置；

进一步地，所述S4具体为：

其中，P_i(x,y)为未知节点估计位置的坐标，B_j(x,y)为锚节点j的坐标，w_ij为权值；

进一步地，其中w_ij为权值，d_ij为未知节点i与锚节点之间的距离，g是根据实际环境进行调节的参数；

进一步地，所述S6中数据压缩方法具体为对有效GPS位置数据按采集时间进行排序，每n个时间点的数据组成一个数据包，然后对每个数据包进行压缩；