[发明专利]一种蓝牙AOA定位的解算方法

权利要求书

1.一种蓝牙AOA定位的解算方法，其特征在于，包括：

步骤S1，获取测试空间中的若干物体的高度，基于若干物体的高度在接收基站内设置接收天线的阵列结构，并设置定位解算方法；

步骤S2，建立误差解算模型，使用误差解算模型对接收基站的定位效果进行若干次初始测试，并基于测试结果更新定位解算方法；

步骤S3，调整接收基站的位置，对步骤S2中的若干次测试进行若干次移动测试，基于移动测试的结果对定位解算方法进行更新；

所述步骤S1中的基于若干物体的高度在接收基站内设置接收天线的阵列结构包括如下子步骤：

步骤S101，获取测试空间中的若干物体的高度，记为高度1至高度N；

步骤S102，获取高度1至高度N的最大值以及最小值，将最大值减去最小值的值记为水平差；

当水平差小于第一水平高度时，将接收基站内接收天线的阵列结构设置为矩形阵列；

当水平差大于等于第一水平高度时，将接收基站内接收天线的阵列结构设置为环形阵列；

所述步骤S1还包括如下子步骤：

步骤S103，定位终端在测试空间中每隔第一标准时间向外发送一次蓝牙数据，在进行一次蓝牙数据的发送后，获取接收天线的矩形阵列中最先接收到蓝牙数据的三个接收天线，将最先接收到蓝牙数据的接收天线记为天线1，将第二个接收到蓝牙数据的接收天线记为天线2，将第三个接收到蓝牙数据的接收天线记为天线3；

使用方向角公式计算角度1的余角，所述角度1为天线3、天线1以及定位终端之间形成的角度，其中天线3为顶角；

所述方向角公式为：θ= arccos(λ*Δφ/2πd)，其中，λ为定位终端发送的信号波长，Δφ为天线1与天线3接收到同一个信号的相位差，θ为角度1的余角，d为天线1与天线3之间的距离；

使用方向角公式计算角度2的余角，所述角度2为天线1、天线2以及定位终端之间形成的角度，其中天线2为顶角；

步骤S104，获取测试空间的长、宽和高的参数以及接收基站在测试空间中的位置，搭建三维虚拟模型，在三维虚拟模型中接收基站的位置处标记天线1、天线2以及天线3；

使用角度1确定天线3与定位终端的方向；

在角度1所在的平面以天线3为圆心，天线3与定位终端的方向为半径方向做圆，记为圆1；

使用角度2确定天线2与定位终端的方向；

在角度2所在的平面以天线2为圆心，天线2与定位终端方向为半径方向做圆，记为圆2；

逐渐增大圆1和圆2的半径长度，将圆1和圆2相交的直线记为最终线，将角度1中天线3朝定位终端发射的射线与最终线的交点记为最终点，所述最终点即定位终端所在的点位；

所述步骤S2包括如下子步骤：

步骤S201，建立误差解算模型，在误差解算模型中设定定位终端的位置坐标和接收基站的位置坐标，将定位终端的位置坐标记为实际坐标，在接收基站的位置坐标处放置接收基站，对接收基站使用步骤S1，将接收基站得到的定位终端所在的点位记为计算坐标，将实际坐标与计算坐标进行比对，得到比对误差，所述比对误差包括水平误差以及方向误差；

步骤S202，基于比对误差更新步骤S103和步骤S104中的定位解算方法；

步骤S203，对于每次更新后的定位解算方法，更改误差解算模型定位终端和接收基站的位置坐标后重复步骤S201至步骤S202；

所述步骤S201包括如下子步骤：

步骤S2011，获取实际坐标与计算坐标在测试空间内的高度，记为实际高度以及计算高度；

获取实际高度与计算高度的绝对值，记为误差高度，当误差高度大于等于第一标准高度时，将水平误差记为一级水平误差；

当误差高度大于等于第二标准高度且小于第一标准高度时，将水平误差记为二级水平误差；

当误差高度小于第二标准高度时，将水平误差记为无水平误差；

步骤S2012，获取实际坐标与计算坐标之间的直线距离，记为方向距离；

当方向距离小于等于第一方向距离时，将方向误差记为无方向误差；

当方向距离大于第一方向距离且小于等于第二方向距离时，获取此时的水平误差，当水平误差为一级水平误差或二级水平误差时，将方向误差记为无方向误差；当水平误差为无水平误差时，将方向误差记为二级方向误差；

当方向距离大于等于第二方向距离时，获取此时的水平误差，当水平误差为一级水平误差时，将方向误差记为无方向误差；当水平误差为二级水平误差时，将方向误差记为二级方向误差；当水平误差为无水平误差时，将方向误差记为一级方向误差；

所述步骤S202包括如下子步骤：

步骤S2021，当水平误差为无水平误差且方向误差为无方向误差时，不进行调整；

步骤S2022，当水平误差为一级水平误差时，获取实际高度与计算高度，当实际高度大于计算高度时，将步骤S1得到的最终点上移第一调整高度后的位置记为步骤S1得到的定位终端所在的点位；当实际高度小于计算高度时，将步骤S1得到的最终点下移第一调整高度后的位置记为步骤S1得到的定位终端所在的点位；

步骤S2023，当水平误差为二级误差时，进行第二次实验，当第二次实验的水平误差仍为二级误差时；获取实际高度与计算高度，当实际高度大于计算高度时，将步骤S1得到的最终点上移第二调整高度后的位置记为步骤S1得到的定位终端所在的点位；当实际高度小于计算高度时，将步骤S1得到的最终点下移第二调整高度后的位置记为步骤S1得到的定位终端所在的点位；

步骤S2024，当方向误差为一级误差时，获取误差高度以及方向距离，通过勾股定理确定实际高度与计算高度之间的横向距离；

获取计算坐标朝向实际坐标的方向，记为调整方向，将步骤S1得到的最终点向调整方向移动第一横向距离后的位置记为步骤S1得到的定位终端所在的点位；

步骤S2025，当方向误差为二级误差时，进行第二次实验，当第二次实验的方向误差仍为二级误差时，将步骤S1得到的最终点向调整方向移动第二横向距离后的位置记为步骤S1得到的定位终端所在的点位；

所述步骤S3包括如下子步骤：

步骤S301，当步骤S201中的水平误差为无水平误差且方向误差为无方向误差时，获取此时的定位终端和接收基站的坐标；

步骤S302，移动接收基站的坐标；

步骤S303，在接收基站每次移动后，对移动后的接收基站的坐标和定位基站的坐标使用步骤S201，将得到的比对误差记为移动误差；

步骤S304，当水平误差不为无水平误差或方向误差不为无方向误差时，通过步骤S202对定位解算方法进行更新。

2.根据权利要求1所述的一种蓝牙AOA定位的解算方法，其特征在于，所述步骤S302包括如下子步骤：

步骤S3021，每隔第一移动时间将接收基站的坐标上移第一移动距离，经过第一运行时间后，每隔第二移动时间将接收基站的坐标下移第二移动距离；

步骤S3022，每隔第二运行时间，重复步骤S3021。