基于低功耗蓝牙技术的定位方法及系统与流程

文档序号:18814968发布日期:2019-10-08 23:45阅读:249来源:国知局
基于低功耗蓝牙技术的定位方法及系统与流程

本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法及系统。



背景技术:

在商场等大型室内停车场或其他的室内停车场内,由于建筑物的遮挡,人们无法使用gps(globalpositioningsystem,全球定位系统)进行定位导航,而停车场室内各处的构造又十分相似,使得人们在室内停车场中极易迷失方向,浪费大量的精力在寻找车位和反向寻车上。

目前,可取代gps方案的有基于蓝牙、wifi、超宽带技术、视频等技术实现的室内定位方案,但wifi定位需要额外建立基站,超宽带定位和视频定位虽然定位精度较高,但是都需投入额外的硬件设施,成本不菲,且施工难度大,因此,蓝牙定位受到了越来越多的关注。



技术实现要素:

本发明的实施例提供一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法及系统,可以提高定位的精度。

为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:

一方面,本发明的实施例提供了一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法,包括:根据第一信标的位置,以及第一方向,确定第二信标的位置;所述第一信标指的是待测点经过的与其距离最近的一个信标,所述第一方向用于指示待测点的移动方向,所述第二信标指的是沿第一方向与所述第一信标距离最小的信标;依次获取所述第一信标的多个信号值,同时依次获取所述第二信标的多个信号值,并根据所述第一信标的多个信号值,得到所述第一信标与待测点的n个相对距离,根据所述第二信标的多个信号值,得到所述第一信标与待测点的n个相对距离;所述信号值为蓝牙信息强度;根据所述第一信标与待测点的第i个相对距离和所述第二信标与待测点的第i个相对距离,计算得到所述第一信标与待测点的第i个加权距离;其中,i为从1开始取值的正整数,且i≤n;获取待测点经过所述第一信标时的初始速度;根据所述初始速度和所述第一信标与待测点的第i个加权距离,依次得到待测点沿所述第一方向的第j个坐标位置及对应的速度;j≥i+1,且j为正整数。

可选地,依次获取所述第一信标的多个信号值,根据所述第一信标的多个信号值,得到所述第一信标与待测点的n个相对距离,包括:依次获取所述第一信标的多个信号值,将小于第一阈值的信号值删除,获取其余信号值中的n个信号值;针对所述第一信标的n个信号值,将第2个信号值和第3个信号值的均值,作为第1个第一修正值;若第m个信号值和第m-1个信号值的差值的绝对值小于等于第二阈值,则将第m个信号值作为第m个第一修正值;n≥m≥2,且m为正整数;若第m个信号值和第m-1个信号值的差值的绝对值大于第二阈值,则将第m-1个信号值和第m+1个信号值的均值,作为第m个第一修正值,并将第n-2个信号值和第n-1个信号值的均值,作为第n个第一修正值;n-1≥m≥2;将n个所述第一修正值进行平滑处理,计算得到n个第一平滑值;根据n个第一平滑值,计算得到所述第一信标与待测点的n个相对距离;依次获取所述第二信标的多个信号值,根据所述第二信标的多个信号值,得到所述第二信标与待测点的n个相对距离,包括:依次获取所述第二信标的多个信号值,将小于第一阈值的信号值删除,获取其余信号值中的n个信号值;针对所述第二信标的n个信号值,将第2个信号值和第3个信号值的均值,作为第1个第二修正值;若第m个信号值和第m-1个信号值的差值的绝对值小于等于第二阈值,则将第m个信号值作为第m个第二修正值;n≥m≥2,且m为正整数;若第m个信号值和第m-1个信号值的差值的绝对值大于第二阈值,则将第m-1个信号值和第m+1个信号值的均值,作为第m个第二修正值,并将第n-2个信号值和第n-1个信号值的均值,作为第n个第二修正值;n-1≥m≥2;将n个所述第二修正值进行平滑处理,计算得到n个第二平滑值;根据n个第二平滑值,计算得到所述第二信标与待测点的n个相对距离。

可选地,将n个所述第一修正值进行平滑处理,计算得到n个第一平滑值,包括:当1≤x≤3,且x为正整数时,将第x个第一修正值作为第x个第一平滑值;当4≤x≤n,且x为正整数时,根据对第x个第一修正值进行平滑处理,计算得到第x个第一平滑值为a_rssi″x;其中,a_rssi′x-1为第x-1个第一修正值,a_rssi′x-2为第x-2个第一修正值,a_rssi′x-3为第x-3个第一修正值,k0=4,k1=3,k2=2,k3=1。

可选地,根据n个第一平滑值,计算得到所述第一信标与待测点的n个相对距离,包括:根据δa_rssi″x=a_rssi″x-a_rssimax,计算得到第x个第一平滑值a_rssi″x对应的相对变化量为δa_rssi″x;a_rssimax为所述第一信标的信号峰值;根据δa_rssi″x=-(10×b×lgdax+a),计算得到所述第一信标与待测点的第x个相对距离为dax;其中,a和b为环境系数。

可选地,将n个所述第二修正值进行平滑处理,计算得到n个第二平滑值,包括:当1≤x≤3,且x为正整数时,将第x个第一修正值作为第x个第一平滑值;当4≤x≤n,且x为正整数时,根据对第x个第二修正值进行平滑处理,计算得到第x个第二平滑值为b_rssi″x;

其中,b_rssi′x-1为第x-1个第二修正值,b_rssi′x-2为第x-2个第二修正值,b_rssi′x-3为第x-3个第二修正值。

可选地,根据n个第二平滑值,计算得到所述第二信标与待测点的n个相对距离,包括:根据δb_rssi″x=b_rssi″x-b_rssimax,计算得到第x个第一平滑值b_rssi″x对应的相对变化量为δb_rssi″x;b_rssimax为所述第二信标的信号峰值;根据δb_rssi″x=-(10×b×lgdbx+a),计算得到所述第二信标与待测点的第x个相对距离为dbx。

可选地,根据所述第一信标与待测点的第i个相对距离和所述第二信标与待测点的第i个相对距离,计算得到所述第一信标与待测点的第i个加权距离,包括:比较所述第一信标与待测点的第i个相对距离和所述第二信标与待测点的第i个相对距离的大小;若所述第一信标与待测点的第i个相对距离较小,则根据所述第一信标与待测点的第i个相对距离,所述第一信标与待测点的第i个相对距离对应的第i个第一权重,以及所述第一信标和所述第二信标之间的第三相对距离,计算得到所述第一信标与待测点的第i个加权距离;所述第一权重指的是针对所述第一信标与待测点的第i个相对距离,计算误差的修正程度;若所述第二信标与待测点的第i个相对距离较小,则根据所述第二信标与待测点的第i个相对距离,所述第二信标与待测点的第i个相对距离对应的第i个第二权重,以及所述第一信标和所述第二信标之间的所述第三相对距离,计算得到所述第二信标与待测点的第i个加权距离,再根据所述第三相对距离,计算得到所述第一信标与待测点的第i个加权距离;所述第二权重指的是针对所述第二信标与待测点的第i个相对距离,计算误差的修正程度。

可选地,若所述第一信标与待测点的第i个相对距离较小,则根据所述第一信标与待测点的第i个相对距离,所述第一信标与待测点的第i个相对距离对应的第i个第一权重,以及所述第一信标和所述第二信标之间的第三相对距离,计算得到所述第一信标与待测点的第i个加权距离,包括:根据计算得到所述第一信标与待测点的第i个相对距离对应的第i个第一权重为wai;δa_rssi″i为所述第一信标的第i个平滑值对应的相对变化量,δb_rssi″i为所述第二信标的第i个平滑值对应的相对变化量;根据dai=dai+(s-dai-dbi)×wai,计算得到所述第一信标与待测点的第i个加权距离为dai;其中,s为所述第一信标和所述第二信标之间的所述第三相对距离,dai为所述第一信标与待测点的第i个相对距离,dbi为所述第二信标与待测点的第i个相对距离。

可选地,若所述第二信标与待测点的第i个相对距离较小,则根据所述第二信标与待测点的第i个相对距离,所述第二信标与待测点的第i个相对距离对应的第i个第二权重,以及所述第一信标和所述第二信标之间的所述第三相对距离,计算得到所述第二信标与待测点的第i个加权距离,再根据所述第三相对距离,计算得到所述第一信标与待测点的第i个加权距离,包括:根据计算得到所述第二信标与待测点的第i个相对距离对应的第i个第二权重为wbi;根据dbi=dbi+(s-dai-dbi)×wbi,计算得到所述第二信标与待测点的第i个加权距离为dbi;根据dai=s-dbi,计算得到所述第一信标与待测点的第i个加权距离为dai。

可选地,获取待测点经过所述第一信标时的初始速度,包括:根据第三信标与所述第一信标的第四相对距离,以及待测点经过所述第三信标和所述第一信标的时间差,计算得到的平均速度,作为待测点经过所述第一信标时的初始速度;所述第三信标为待测点经过所述第一信标之前经过的距离所述第一信标最近的一个信标。

可选地,根据所述初始速度和所述第一信标与待测点的第i个加权距离,利用卡尔曼滤波算法,依次得到待测点沿所述第一方向的第j个坐标位置及对应的速度,包括:建立系统状态方程得到相邻两组坐标位置与速度的对应关系;其中,xj-1为沿所述第一方向的第j-1个坐标位置,xj为沿所述第一方向的第j个坐标位置,vj-1为第j-1个坐标位置处待测点对应的速度,vj为第j个坐标位置处待测点对应的速度,δj为待测点从第j-1个坐标位置移动至第j个坐标位置处的时间差,且vj-1=v0+ε,v0为所述初始速度,ε为速度变化量;建立观测方程根据所述第一信标与待测点的第i个加权距离,利用所述系统状态方程和所述观测方程,计算得到待测点沿所述第一方向的第j个坐标位置为xaj及对应的速度为vaj。

另一方面,本发明的实施例提供一种计算机设备,包括存储单元和处理单元;存储单元中存储可在处理单元上运行的计算机程序并存储结果;处理单元执行所述计算机程序时实现如上述的基于低功耗蓝牙技术的定位方法。

再一方面,本发明的实施例提供一种计算机可读介质,其存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于低功耗蓝牙技术的定位方法。

又一方面。本发明的实施例提供一种基于低功耗蓝牙技术的定位系统,包括:扫描器、信标、终端以及服务器;所述扫描器配置为扫描车牌信息,并向所述服务器发送车牌信息;所述信标配置为持续广播信号值;所述终端配置为接收所述信标的信号值,向所述服务器发送接收到的所述信标的信号值;所述服务器包括存储器和处理器,所述存储器存储可在所述处理器上运行的计算机程序并存储结果;所述处理器配置为执行所述计算机程序时实现如上所述的基于低功耗蓝牙技术的定位方法;所述处理器还配置为根据待测点的坐标位置即对应的速度得到定位结果,并将定位结果发送至所述终端,以使所述终端显示定位结果。本发明的实施例提供一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法和系统,首先,根据第一信标的位置和第一方向,确定第二信标的位置;再采用运算量较小的预处理方法处理采集的第一信标和第二信标的多个信号值,减小信号值测量的差异性,然后,计算得到第一信标与待测点的n个相对距离、第二信标与待测点的n个相对距离,分配权重,实现加权定位,计算得到第一信标与待测点之间的第i个加权距离;其次,根据移动过程的连续性特点估计初始速度,并以较小的运算量获得待测点动态的坐标位置以及相应速度,实现定位,且提高定位精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例提供的一种室内停车场的场景抽象化示意图;

图2为本发明的实施例提供的一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法的流程示意图;

图3为本发明的实施例提供的另一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法的流程示意图;

图4为本发明的实施例提供的又一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法的流程示意图;

图5为本发明的实施例提供的又一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法的流程示意图;

图6为本发明的实施例提供的又一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法的流程示意图;

图7为本发明的实施例提供的又一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法的流程示意图;

图8为本发明的实施例提供的又一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法的流程示意图;

图9为本发明的实施例提供的又一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法的流程示意图;

图10为本发明的实施例提供的又一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法的流程示意图;

图11为本发明的实施例提供的又一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法的流程示意图;

图12为本发明的实施例提供的另一种室内停车场的场景抽象化示意图;

图13为本发明的实施例提供的又一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法的流程示意图;

图14为本发明的实施例提供的一种基于低功耗蓝牙技术的定位系统的示意图。

附图标记:

1-扫描器;2-信标;3-终端;4-服务器;41-存储器;42-处理器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

低功耗蓝牙(bluetoothlowenergy,ble)是蓝牙的一个分支技术,专注于低功耗、低功率通信的场景,相比于经典蓝牙,低功耗蓝牙技术的功耗更低,更适合用于室内停车场。

在室内停车场,应用低功耗蓝牙技术进行定位时,需在室内停车场的道路及交叉路口,设置多个采用低功耗蓝牙技术的信标,并且信标持续广播信息。其中,为了确保信标的广播信息沿道路方向传播,尽可能不受遮挡,需将信标设置在较高位置处,例如可以设置在距离地面3米高的位置处或者接近房顶的位置处。此外,由于信标的信息传播距离有限,因此,当两个交叉路口的信标之间的距离较远时,需在该两个信标中间增设一个信标,例如两个交叉路口的信标之间的距离超过20米时,则在中间位置增加一个信标。

设置好信标之后,可以将整个室内停车场场景抽象化,以简化定位过程。首先,由于停车场内定位导航的活动区域是在道路上,因此,可以将停车场简化为由条形和块状区域构成的平面图,如图1所示,条形代表道路,而块状区域代表停车位等其他区域。其次,将设置在道路及交叉路口的信标简化为圆点。然后,将车简化为移动的待测点。

基于上述,本发明的实施例提供一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法,如图2所示,包括:

s10、移动终端根据第一信标的位置,以及第一方向,确定第二信标的位置。第一信标指的是待测点经过的与其距离最近的一个信标,第一方向用于指示待测点的移动方向,第二信标指的是沿第一方向与第一信标距离最小的信标。

移动终端可以为手机、电脑、车载显示器等,只要能接收信标广播的信息即可,本发明对此没有限定。

需要说明的是,停车时,移动终端跟随车而移动,此时,车和移动终端即为待测点,车和移动终端的移动方向即为待测点的移动方向。

此外,待测点的移动方向,即,第一方向,可以通过地磁传感器和加速度计的信息融合获得。

示例的,如图1所示,若第一信标为图中a所指示的圆点位置处,待测点为p所指示的圆点位置处,且获得到待测点p沿i方向进行移动,则第一方向为i。由此,可以确定随着待测点p的移动,即将到达b所指示的圆点位置处,因此,可以确定点b即为第二信标。

s20、依次获取第一信标的多个信号值,同时依次获取第二信标的多个信号值,并根据第一信标的多个信号值,得到所述第一信标与待测点的n个相对距离,根据第二信标的多个信号值,得到第二信标与待测点的n个相对距离。信号值为蓝牙信息强度。

需要说明的是,相对距离为信标与待测点在同一水平面上的最短距离。信号值指的是信标的rssi(receivedsignalstrengthindicator)值,即,蓝牙信息强度。

rssi的实现是在反向通道基带接收滤波器之后进行的。为了获取反向信号的特征,在确定rssi值的具体实现中做了如下处理:在104us(微秒)内进行基带iq功率积分得到rssi瞬时值,即rssi(瞬时值)=i2+q2;然后在约1秒内对8192个rssi瞬时值进行平均得到rssi平均值,即rssi平均值=8192个rssi瞬时值之和/8192,同时给出1秒内rssi瞬时值的最大值和rssi瞬时值大于某一门限时的比率,即rssi瞬时值大于某一门限的个数/8192。由于rssi值是通过在数字域进行功率积分而后反推到天线口得到的,反向通道信号传输特性的不一致会影响rssi的精度,因此,利用rssi值进行定位,是指通过接收到的信号强弱测定信标与待测点的距离,进而根据相应数据进行定位计算的一种定位技术。

示例的,假设移动终端每隔1us接收一个第一信标a的rssi值,例如接收的第一个信号值为a_rssi1,第二个信号值为a_rssi2,依次可以接收到多个信号值。同时,移动终端每隔1us接收一个第二信标b的信号值,例如接收的第一个信号值为b_rssi1,第二个信号值为b_rssi2,依次可以接收到多个第二初始值。

s30、根据第一信标与待测点的第i个相对距离和第二信标与待测点的第i个相对距离,计算得到第一信标与待测点的第i个加权距离。其中,i为从1开始取值的正整数,且i≤n。

s40、获取待测点经过第一信标时的初始速度。

s50、根据初始速度和第一信标与待测点的第i个加权距离,利用卡尔曼滤波算法,依次得到待测点沿第一方向的第j个坐标位置及对应的速度。j≥i+1,且j为正整数。

卡尔曼滤波(kalmanfiltering)算法指的是一种利用线性系统状态方程,通过系统输入输出观测数据,对系统状态进行最优估计的算法。由于观测数据中包括系统中的噪声和干扰的影响,所以最优估计也可看作是滤波过程。

本发明的实施例提供一种基于低功耗蓝牙技术的定位方法,首先,根据第一信标的位置和第一方向,确定第二信标的位置;再采用运算量较小的预处理方法处理采集的第一信标和第二信标的多个信号值,减小信号值测量的差异性,然后,计算得到第一信标与待测点的n个相对距离、第二信标与待测点的n个相对距离,分配权重,实现加权定位,计算得到第一信标与待测点之间的第i个加权距离;其次,根据移动过程的连续性特点估计初始速度,并以较小的运算量获得待测点动态的坐标位置以及相应速度,实现定位,且提高定位精度。

可选地,s20中依次获取所述第一信标的多个信号值,根据所述第一信标的多个信号值,得到所述第一信标与待测点的n个相对距离,如图3所示,包括:

s210、依次获取第一信标的多个信号值,将小于第一阈值的信号值删除,获取其余信号中的n个信号值。

其中,第一阈值为-90dbm。

此外,n的数目可以根据需要进行设定,本发明不作限定。

示例的,依次获取第一信标的多个信号值,当第一阈值为-90dbm时,将小于-90dbm的信号值删除,获取其余信号中的10个信号值。

s211、针对第一信标的n个信号值,将第2个信号值和第3个信号值的均值,作为第1个第一修正值。

s212、若第m个信号值和第m-1个信号值的差值的绝对值小于等于第二阈值,则将第m个信号值作为第m个第一修正值;n≥m≥2,且m为正整数。

其中,第二阈值为15dbm。

若第m个信号值和第m-1个信号值的差值的绝对值小于等于第二阈值,则第m个信号值正常,表明测量的误差较小,不需要进行修正,因此,可将第m个信号值直接作为第m个修正值。

s213、若第m个信号值和第m-1个信号值的差值的绝对值大于第二阈值,则将第m-1个信号值和第m+1个信号值的均值,作为第m个第一修正值,并将第n-2个信号值和第n-1个信号值的均值,作为第n个第一修正值。n-1≥m≥2。

若第m个信号值和第m-1个信号值的差值的绝对值大于第二阈值,则第m个信号值为奇异值,表明测量的误差较大,需要对其进行修正。

示例的,针对第一信标,若第3个信号值为-60dbm,第4个信号值为-30dbm,第5个信号值为-65dbm,此时,第4个信号值与第3个信号值的差值的绝对值为30dbm,大于第二阈值15dbm,因此,需将第3个信号值和第5个信号值的均值,作为第4个第一修正值,即第4个第一修正值为-62.5dbm。

s214、将n个第一修正值进行平滑处理,计算得到n个第一平滑值。

可选地,s214中将n个第一修正值进行平滑处理,计算得到n个第一平滑值,如图4所示,包括:

s2141、当1≤x≤3,且x为正整数时,将第x个第一修正值作为第x个第一平滑值。

s2142、当4≤x≤n,且x为正整数时,根据对第x个第一修正值进行平滑处理,计算得到第x个第一平滑值为a_rssi″x。

其中,a_rssi′x-1为第x-1个第一修正值,a_rssi′x-2为第x-2个第一修正值,a_rssi′x-3为第x-3个第一修正值,k0=4,k1=3,k2=2,k3=1。

示例的,针对第一信标a,若第1个第一修正值为-60dbm,第2个第一修正值为-62dbm,第3个第一修正值为-60.5dbm,第4个第一修正值为-62.5dbm,则对第4个第一修正值进行平滑处理,根据计算得到第4个第一平滑值为-61.55dbm。

s215、根据n个第一平滑值,计算得到第一信标与待测点的n个相对距离。

可选地,s215中根据n个第一平滑值,计算得到第一信标与待测点的n个相对距离,如图5所示,包括:

s2151、根据δa_rssi″x=a_rssi″x-a_rssimax,计算得到第x个第一平滑值a_rssi″x对应的相对变化量为δa_rssi″x;a_rssimax为所述第一信标的信号峰值。

需要说明的是,可以通过多次测量第一信标的信号值,筛选出其中的最大值作为第一信标的信号峰值。

s2152、根据δa_rssi″x=-(10×b×lgdax+a),计算得到所述第一信标与待测点的第x个相对距离为dax;其中,a和b为环境系数。

示例的,若第一信标a的信号峰值为-50dbm,根据s2142中的示例得到第一信标的第4个第一平滑值a_rssi″4为-61.55dbm,则δa_rssi″4=-61.55+50=-11.55,得到第一信标的第4个第一平滑值a_rssi″4对应的相对变化量δa_rssi″4为-11.55dbm。若环境系数a为1.5,b为2,则根据-11.55=-(10×2×lgda4+1.55),计算得到第一信标与待

测点的第4个相对距离约为3.16米。

可选地,依次获取第二信标的多个信号值,根据第二信标的多个信号值,得到第二信标与待测点的n个相对距离,如图6所示,包括:

s220、依次获取所述第二信标的多个信号值,将小于第一阈值的信号值删除,获取其余信号值中的n个信号值。

s221、针对第二信标的n个信号值,将第2个信号值和第3个信号值的均值,作为第1个第二修正值。

s222、若第m个信号值和第m-1个信号值的差值的绝对值小于等于第二阈值,则将第m个信号值作为第m个第一修正值;n≥m≥2,且m为正整数。

s223、若第m个信号值和第m-1个信号值的差值的绝对值大于第二阈值,则将第m-1个信号值和第m+1个信号值的均值,作为第m个第二修正值,并将第n-2个信号值和第n-1个信号值的均值,作为第n个第二修正值。n-1≥m≥2。

s224、将n个第二修正值进行平滑处理,计算得到n个第二平滑值。

可选地,s224中将n个第二修正值进行平滑处理,计算得到n个第二平滑值,如图7所示,包括:

s2241、当1≤x≤3,且x为正整数时,将第x个第二修正值作为第x个第二平滑值。

s2242、当4≤x≤n,且x为正整数时,根据对第x个第二修正值进行平滑处理,计算得到第x个第二平滑值为b_rssi″x。

其中,b_rssi′x-1为第x-1个第二修正值,b_rssi′x-2为第x-2个第二修正值,b_rssi′x-3为第x-3个第二修正值。

s225、根据n个第二平滑值,计算得到第二信标与待测点的n个相对距离。

可选地,s225中根据n个第二平滑值,计算得到第二信标与待测点的n个相对距离,如图8所示,包括:

s2251、根据δb_rssi″x=b_rssi″x-b_rssimax,计算得到第m个第二平滑值b_rssi″x对应的相对变化量为b_δrssi″x。b_rssimax为第二信标的信号峰值。

需要说明的是,可以通过多次测量第二信标的信号值,筛选出其中的最大值作为第二信标的信号峰值。

s2252、根据δb_rssi″x=-(10×b×lgdbx+a),计算得到第二信标与待测点的第x个相对距离为dbx。

示例的,若第二信标的信号峰值为-67.8dbm,计算得到的第二信标的第4个平滑值b_rssi″4为-83.3dbm,则δb_rssi″4=-83.3+67.8=-15.5,得到第二信标的第4个第二平滑值b_rssi″4对应的相对变化量为-15.5dbm。若环境系数a为1.5,b为2,则根据-15.5=(10×2×lgdb4+1.5),计算得到第二信标与待测点的第4个相对距离db4=100.7,约为5.01米。

可选地,s30中根据第一信标与待测点的第i个相对距离和第二信标与待测点的第i个相对距离,计算得到第一信标与待测点的第i个加权距离,如图9所示,包括:

s301、比较第一信标与待测点的第i个相对距离和第二信标与待测点的第i个相对距离的大小。

s302、若第一信标与待测点的第i个相对距离较小,则根据第一信标与待测点的第i个相对距离,第一信标与待测点的第i个相对距离对应的第i个第一权重,以及第一信标和所述第二信标之间的第三相对距离,计算得到第一信标与待测点的第i个加权距离。第一权重指的是针对第一信标与待测点的第i个相对距离,计算误差的修正程度。

若第一信标与待测点的第i个相对距离较小,说明待测点距离第一信标位置较近,距离近则接收的信号值更准确,因此,计算得到的第一信标与待测点的第i个相对距离的数据更准确,进而计算得到的第一信标与待测点的第i个加权距离的数据也更加准确。

需要说明的是,理论上,第一信标与待测点的相对距离、第二信标与待测点的相对距离之和,等于第一信标和第二信标之间的第三相对距离,但是,由于测量的条件限制以及各种因素,导致测量存在误差,从而造成计算结果不准确,使得第一信标与待测点的相对距离、第二信标与待测点的相对距离之和,不等于第一信标和第二信标之间的第三相对距离。因此,需要对相对距离进行加权修正,使得计算结果更接近真实情况。

可选地,s302中若第一信标与待测点的第i个相对距离较小,则根据第一信标与待测点的第i个相对距离,第一信标与待测点的第i个相对距离对应的第i个第一权重,以及第一信标和第二信标之间的第三相对距离,计算得到第一信标与待测点的第i个加权距离,如图10所示,包括:

s3021、根据计算得到第一信标与待测点的第i个相对距离对应的第i个第一权重为wai。δa_rssi″i为第一信标的第i个第一平滑值对应的相对变化量,δb_rssi″i为第二信标的第i个第二平滑值对应的相对变化量。

s3022、根据dai=dai+(s-dai-dbi)×wai,计算得到第一信标与待测点的第i个加权距离为dai。其中,s为第一信标和第二信标之间的第三相对距离,dai为第一信标与待测点的第i个相对距离,dbi为第二信标与待测点的第i个相对距离。

示例的,根据s2152和s2252中的示例得到的δa_rssi”4=-11.5,δb_rssi”4=-15.5,计算得到第一信标与待测点的第4个相对距离对应的第4个第一权重为

若第一信标和第二信标之间的第三相对距离s=10(m),而根据s2152和s2252中的示例得到da4=3.16(m),db4=5.01(m),此时,根据da4=3.16+(10-3.16-5.01)×0.57=4.2,计算得到第一信标与待测点的第4个加权距离为4.2米。

s303、若第二信标与待测点的第i个相对距离较小,则根据第二信标与待测点的第i个相对距离,第二信标与待测点的第i个相对距离对应的第i个第二权重,以及第一信标和所述第二信标之间的第三相对距离,计算得到第二信标与待测点的第i个加权距离,再根据第三相对距离,计算得到第一信标与待测点的第i个加权距离。第二权重指的是针对第二信标与待测点的第i个相对距离,计算误差的修正程度。

若第二信标与待测点的第i个相对距离较小,说明待测点距离第二信标位置较近,距离近则接收的信号信息更准确。因此,计算得到的第二信标与待测点的第i个相对距离的数据更准确,进而计算得到的第二信标与待测点的第i个加权距离的数据也更加准确。

可选地,s303中若第二信标与待测点的第i个相对距离较小,则根据第二信标与待测点的第i个相对距离,第二信标与待测点的第i个相对距离对应的第i个第二权重,以及第一信标和第二信标之间的第三相对距离,计算得到第二信标与待测点的第i个加权距离,再根据第三相对距离,计算得到第一信标与待测点的第i个加权距离,如图11所示,包括:

s3031、根据计算得到第二信标与待测点的第i个相对距离对应的第i个第二权重为wbi。

s3032、根据dbi=dbi+(s-dai-dbi)×wbi,计算得到第二信标与待测点的第i个加权距离为dbi。

s3033、根据dai=s-dbi,计算得到第一信标与待测点的第i个加权距离为dai。

示例的,若δa_rssi”4=-15.5,δb_rssi”4=-11.5,则计算得到第二信标与待测点的第4个相对距离对应的第4个第二权重为

若第一信标和第二信标之间的第三相对距离s=10(m),而da4=5(m),db4=4(m),根据db4=4+(10-5-4)×0.43=4.43,计算得到第二信标与待测点的第4个加权距离为4.43米。

然后,再根据da4=s-db4=10-4.43=5.57,计算得到第一信标与待测点的第4个加权距离为5.57米。

可选地,s40中获取待测点经过第一信标时的初始速度,包括:

根据第三信标与第一信标的第四相对距离,以及待测点经过第三信标和第一信标的时间差,计算得到的平均速度,作为待测点经过第一信标时的初始速度。第三信标为待测点经过第一信标之前经过的距离所述第一信标最近的一个信标。

需要说明的是,根据移动的连续性特点,可以用前一个时间段的速度,来作为当前的速度。因此,在待测点经过第三信标之后,再经过第一信标,并且向第二信标移动的情况下,可以将待测点经过第三信标与第一信标时的平均速度,作为经过第一信标时的初始速度。

示例的,如图12所示,第三信标为c,第一信标为a,第二信标为b,待测点p依次经过第三信标和第一信标之后,沿第一方向i向第二信标移动。第三信标c和第一信标a之间的第四相对距离为sca=10(m),待测点经过第三信标c和第一信标a的时间差为δt=4s,则平均速度v=2.5m/s,因此,待测点经过第一信标a的初始速度为2.5m/s。

可选地,s50中根据初始速度和第一信标与待测点的第i个加权距离,利用卡尔曼滤波算法,依次得到待测点沿第一方向的第j个坐标位置及对应的速度,如图13所示,包括:

s501、建立系统状态方程得到相邻两组坐标位置与速度的对应关系。

其中,xj-1为沿所述第一方向的第j-1个坐标位置,xj为沿所述第一方向的第j个坐标位置,vj-1为第j-1个坐标位置处待测点对应的速度,vj为第j个坐标位置处待测点对应的速度,δj为待测点从第j-1个坐标位置移动至第j个坐标位置处的时间差,且vj-1=v0+ε,v0为所述初始速度,ε为速度变化量。

s502、建立观测方程

s503、根据第一信标与待测点的第i个加权距离,利用系统状态方程和观测方程,计算得到待测点沿第一方向的第j个坐标位置为xaj及对应的速度为vaj。

示例的,当计算得到第一信标与待测点的第i个加权距离为dai时,代入系统状态方程,此时,xj-1=dai,对应的速度为vj-1=v0+ε,由此,可以计算的到经过δj时间之后,待测点移动后的坐标位置为xj=dai+δj×(v0+ε),vj=vj-1=v0+ε,此时,经过观测方程计算后,待测点沿第一方向的第j个坐标位置xaj为dai+δj×(v0+ε),对应的速度vaj为v0+ε。再将其代入系统状态方程和观测方程,求得经过下一个δj时间之后待测点的坐标位置与对应的速度。

本发明的实施例还提供一种计算机设备,包括存储单元和处理单元;存储单元中存储可在处理单元上运行的计算机程序并存储结果;处理单元执行计算机程序时实现如上所述的基于低功耗蓝牙技术的定位方法。

本发明的实施例还提供一种计算机可读介质,其存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于低功耗蓝牙技术的定位方法。

本发明的实施例还提供一种基于低功耗蓝牙技术的定位系统,如图14所示,包括:扫描器1、信标2、终端3以及服务器4;

扫描器1配置为扫描车牌信息,并向服务器4发送车牌信息。

信标2配置为持续广播信号值。

终端3配置为接收信标2的信号值,向服务器4发送接收到的信标的信号值。服务器4包括存储器41和处理器42,存储器41存储可在处理器上运行的计算机程序并存储结果;处理器42配置为执行计算机程序时实现如上所述的基于低功耗蓝牙技术的定位方法。处理器42还配置为根据待测点的坐标位置即对应的速度得到定位结果,并将定位结果发送至终端3,以使终端3显示定位结果。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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