一種基于統計匹配的藍牙室內定位方法與流程

本發明涉及到室內定位技術，具體涉及基于統計匹配的藍牙室內定位方法。

背景技術：

由于藍牙信號強度自身存在波動，并且容易受到環境因素（溫濕度、室內空間布局等）的干擾，在利用藍牙做室內定位時，直接通過擬合等一些映射方式建立藍牙信號強度和實際距離的關系是很不準確的，由此得到的定位結果必然產生很大的誤差。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種基于統計匹配的藍牙室內定位方法。本發明在一定的室內區域內布置若干個藍牙裝置用于發射藍牙信號，將室內空間劃分為若干區域，對于每一種布局方案都會生成空間上藍牙信號強度的統計規律。在前期通過實地測試的方式獲取到統計規律，實際應用時通過手機獲取足夠數量的強度（RSSI）數據與統計數據進行匹配，匹配度最高的即為對應定位的區域。

本發明具體通過如下技術方案實現。

一種基于統計匹配的藍牙室內定位方法，包括：

（1）定位區域的劃分，將室內空間區域按設定規則平均劃分成多個小正方形區域；

（2）藍牙強度統計，統計在每個小正方形區域附近的藍牙信號強度范圍；

（3）手機終端的匹配定位，手機終端通過接收的藍牙信號強度來匹配所統計的藍牙信號強度范圍，以此定出所在區域，實現定位。

進一步地，所述定位區域劃分具體為：

藍牙模塊的有效覆蓋范圍為m米，在m米范圍之內，其強度的衰減明顯，區分度強。為實現精度1米的定位，將藍牙模塊布置于m平方米的大正方形區域的4個頂點上，并將大正方形區域劃分為m²個小正方形；在擴大定位區域時，只需將多個大正方形按一邊重合的方式進行拓展。

進一步地，所述藍牙強度統計具體為：

步驟1：在每一個小正方形區域，手機終端讀取附近最近即強度最強的四個藍牙模塊A、B、C、D的信號強度；

步驟2：獲取足夠多的強度數據以后，統計每藍牙個模塊的信號強度的區間范圍，則經過統計，每個小正方形區域對應著一組區間，分別記為（A1，A1’），（B1，B1’），（C1，C1’），（D1，D1’），并相應配以一個計數器；

步驟3：手機終端數據庫記錄下這些區間，以供匹配。

進一步地，所述手機終端的匹配定位具體為：

步驟1：當位于定位區域內時，手機終端搜索附近最近的藍牙模塊并獲取藍牙信號強度；

步驟2：每獲取一組強度，就進行一次匹配，具體是跟數據庫中同名的4個藍牙模塊的區間范圍匹配；

步驟3：若4個強度數值與數據庫中同名的4個藍牙模塊的區間都匹配，即該位置的計數器值加1；

步驟4：在多輪（可設定）匹配完成后，把相關小正方形區域的計數器值除以總的計數次數來獲得匹配度即概率，選取匹配度最大對應的小正方形區域作為定位區域，定位點設為該小正方形區域中心。

與現有技術相比，本發明所提方案進行室內定位具有如下優點和技術效果：

1、基于統計的方法，適用于各種復雜的室內環境。

2、藍牙模塊鋪設方法簡單，降低鋪設成本。

3、定位精度高，所實現的精度在1米之內。

4、藍牙模塊覆蓋范圍大，利用率高。

附圖說明

圖1為實例中藍牙模塊在室內空間區域中的布局示意圖。

圖2為實例中應用統計匹配方法時小正方形區域的劃分示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實例對本發明的具體實施作進一步說明，但本發明的實施和保護不限于此，需指出的是，以下若有未特別詳細說明之處，均是本領域技術人員可參照現有技術實現的。

室內環境千差萬別，因而難以找出一種固定的、適用于各種室內環境的藍牙設備布局方案。本實例采用了統計方法。即使是在不同的室內布局，一旦布局方案確定了，整個室內區域的強度分布就會確定。將室內區域劃分為若干個小區域，每個小區域的藍牙強度分布可以通過統計的方法來確定。下面是一種可行的布局方案。

布置裝置：經過實際測試，選用的藍牙設備在m（m=6）米的范圍內強度比較穩定,隨著距離的變化強度變化明顯。于是我們采用一個均勻布置裝置的模型，每個裝置的上下左右方向隔m米布置一個裝置（如圖1），這時候四個裝置就可以覆蓋一個大小為m平方米的正方形區域。由于我們的系統要 做到精度為1 米，所以每個正方形里面劃分為m²個小正方形（如圖2）。

統計數據測量：裝置布置好了之后，就可以在每個小的正方形的位置中心進行統計數據的測量。因為當取得的數據足夠多時就可以正確反映出其統計規律，我們需要獲取距離小正方形最近的四個設備的藍牙強度范圍。設四個設備分別為A、B、C、D，經過測量統計我們可以獲得第1個小正方形對應的四個范圍是（A1，A1’），（B1，B1’），（C1，C1’），（D1，D1’），第二個對應的是（A2，A2’），（B2，B2’），（C2，C2’），（D2，D2’），第三個如此類推下去。將統計得到的每個小正方形區域對應的四個最近的藍牙RSSI信號強度范圍存儲記錄下來，為之后的定位過程提供依據。

匹配定位：當人拿著手機打開APP進入了被藍牙設備覆蓋的區域，就開始了匹配定位。首先確定好離手機最近的四個藍牙設備，藍牙設備都帶有名字，可以進行區分。通過搜索的方式可以在短時間內連續獲取多個RSSI強度值。當獲取了足夠數量的數據之后就進行統計匹配。這里的匹配是算法的核心部分，將每四個強度值分別與m的平方個區域的強度范圍進行比較，若四個RSSI數值與四個區間都匹配，即該位置的計數器值加一，如此類推，完成所有的對比。通過計算每個小正方形區間出現的計數值除以計數總數可以獲得概率，概率最大的區域即為定位到的地點，從統計學的角度出發，當獲取的RSSI數據量足夠大時，概率最大者一定為正確的位置。由此可以實現定位。