[发明专利]一种多源融合的房间级定位方法、装置及系统

说明书

室内房间级定位在智慧医疗、智慧商超等建设中有着突出作用。但是，传统采用指纹方案在指纹库构建时存在问题，单一使用测距方案又面临定位结果不可靠问题。本发明公开了一种多源融合的房间级定位方法、装置及系统。房间内部署指纹设备实现指纹的自动采集；定位过程中结合蓝牙测距、蓝牙指纹、IR、用户运动状态、建筑物结构信息实现位置追踪、更新；同时使用位置置信度高的用户数据更新指纹定位数据库。与传统方案相比，既实现了多源信息的有机融合，又极大程度节省人力物力开销。

技术领域

本发明涉及无线定位技术领域，尤其涉及一种多源融合的房间级定位方法、装置及系统。

背景技术

随着移动通信和计算技术的发展，越来越多的技术都应用于房间级的定位中。

现有的定位方法中，指纹定位需要周期性人工采集、更新指纹库数据，费时费力，实际落地应用困难。并且大多使用单一的无线射频信号，导致定位不稳定，并且无法保证定位精度。

发明内容

本发明提供了一种多源融合的房间级定位方法、装置及系统，用以解决或者至少部分解决现有技术中存在的定位精度不够的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种多源融合的房间级定位方法，包括：

S1：在待定位区域部署IR设备、指纹设备和网关，IR设备用于发射IR数据，指纹设备用于发射蓝牙信息，网关用于接收IR设备发射的IR数据和指纹设备发送的蓝牙信息，并发送至服务器，IR数据包括IR设备的ID，蓝牙信息包括时间戳、网关ID和信号接收强度，其中，IR设备的ID与房间之间具有对应关系，网关ID与房间之间具有对应关系；

S2：根据接收的蓝牙信息构建初始指纹库，初始指纹库包括BLE列表，BLE列表为由网关ID和RSS的键值对构成的序列；

S3：对采集的数据进行窗口数据填充，根据窗口的内容进行初始定位，包括：判断窗口内是否有IR数据，如果窗口内有IR数据，则直接使用窗口内的最后一个IR数据来进行定位，根据最后一个IR数据的IR设备的ID以及IR设备的ID与房间之间的对应关系确定所在的房间，作为定位结果；如果窗口内没有IR数据，则使用蓝牙信息来进行定位，具体包括：首先将BLE数据在窗口内做均值处理，然后判断窗口内包含的BLE列表的长度，如果BLE列表的长度为1，则该BLE列表的一条数据对应的网关位置为定位结果，如果BLE列表的长度为2，则将BLE列表包含的两条数据采用预先标定好的RSS测距模型进行计算，使用距离加权结合网关位置得到定位结果，如果BLE列表的长度大于2，则使用最小二乘的方式进行交会定位，得到定位结果，其中，BLE列表中的一条数据为RSS，采集的数据包括IR数据、蓝牙信息和终端发射的数据；

S4：进行窗口数据填充，如果窗口数据已满，开始进行位置更新，具体包括：判断窗口内是否有IR数据，如果有，根据最后一个IR数据的IR设备的ID以及IR设备的ID与房间之间的对应关系确定所在的房间，作为定位结果；如果无IR数据，则使用BLE数据进行定位，并采用粒子滤波的方式进行位置更新。

在一种实施方式中，步骤S3中的终端包括手机、手环、手表，终端发射的数据包括运动状态信息。

在一种实施方式中，在通过步骤S3进行初始定位时，如果定位点不在建筑物圈定的范围内情况，将通过对称投影的方式将定位点纠正至建筑物内。

在一种实施方式中，在通过步骤S3得到定位结果后，所述方法包括，在定位结果中增加一个定位结果来源标签，用以标明定位结果来源于IR，BLE或者地图投影。

在一种实施方式中，步骤S4采用粒子滤波的方式进行位置更新，包括：

初始定位结束后对粒子进行初始化，粒子的位置由初始定位结果添加随机误差后得到，粒子的初始权重由粒子到网关的距离与观测的BLE列表中RSS数据通过RSS测距模型推算的距离之间差值确定，粒子的初始速度随机产生，粒子权重计算完成后进行归一化操作；