一種移動中的人員的室內定位方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于無線電波測距領域，特別涉及一種移動中的人員的室內定位方法。
【背景技術】
[0002]室內定位指在室內環境中實現位置定位，主要采用無線通訊、基站定位、慣導定位等多種技術集成形成一套室內位置定位體系，從而實現人員、物體等目標在室內空間中的位置監控。目前室內定位方法大多針對靜態人員和物體，當人員處于移動狀態時，現有室內定位方法定位誤差較大，無法準確判斷其位置。
【發明內容】
[0003]針對現有技術的不足，本發明提出一種移動中的人員的室內定位方法。該方法的具體步驟如下:
[0004]步驟1、用戶利用移動設備獲取室內地圖數據包，并利用Unity3D引擎繪制三維室內模擬場景和二維室內平面圖，所述室內地圖數據包包括室內的三維地圖模型信息、二維地圖信息及室內若干個Beacon基站的位置坐標，所述移動設備為智能手機，所述Unity3D引擎裝在移動設備中；
[0005]步驟1.1、用戶攜帶移動設備進入室內，移動設備裝有室內定位與導航客戶端、Unity3D引擎、加速度傳感器、陀螺儀傳感器，所述室內定位與導航客戶端裝在移動設備中，定位與導航客戶端搭載定位算法和導航算法，實現對移動設備和用戶的定位和導航，三維室內模擬場景和二維室內平面圖在定位與導航客戶端展示；
[0006]步驟1.2、用戶利用移動設備中的室內定位與導航客戶端通過無線網絡從服務器中下載室內地圖數據包，所述服務器存儲的數據有各個室內地圖數據包、各個室內的位置指紋數據庫，所述位置指紋數據庫包括各個室內若干個Beacon基站的位置坐標和各個室內不同位置若干個Beacon基站的信號強度值；
[0007]步驟1.3、移動設備根據室內地圖數據包，利用Unity3D引擎繪制三維室內模擬場景和二維室內平面圖，并在室內定位與導航客戶端中展示；
[0008]步驟2、根據移動設備與鄰近若干個Beacon基站的距離和鄰近若干個Beacon基站的位置坐標，確定移動設備和用戶的初始位置坐標，并在三維室內模擬場景和二維室內平面圖中顯示；
[0009]步驟2.1、移動設備與鄰近若干個Beacon基站通過藍牙進行通信，移動設備獲取與鄰近若干個Beacon基站的藍牙信號的信號強度值和若干個Beacon基站的位置坐標，并且移動設備將與鄰近若干個Beacon基站的藍牙信號的信號強度值轉化為與鄰近若干個Beacon基站的距尚;
[0010]步驟2.2、室內定位與導航客戶端根據移動設備與鄰近若干個Beacon基站的距離和鄰近若干個Beacon基站的位置坐標，利用定位算法計算得到移動設備和用戶的計算位置坐標；
[0011]步驟2.3、室內定位與導航客戶端將移動設備與鄰近若干個Beacon基站的藍牙信號的信號強度值和鄰近若干個Beacon基站的位置坐標上傳至服務器，服務器將接收到的上述信息與位置指紋數據庫進行比對，確定移動設備和用戶的比對位置坐標，并將比對位置坐標返回給移動設備；
[0012]步驟2.4、移動設備對計算位置坐標和比對位置坐標進行加權計算，計算位置坐標權重為30%，比對位置坐標權重為70%，得到移動設備和用戶的初始位置坐標，并在三維室內模擬場景和二維室內平面圖中顯示；
[0013]步驟3、每隔若干秒利用移動設備的加速度傳感器、陀螺儀傳感器和定位算法確定移動設備和用戶在移動過程中的位置坐標:
[0014]步驟3.1、用戶在室內定位與導航客戶端輸入目的地，或者在二維室內平面圖中選擇目的地，定位與導航客戶端利用導航算法顯示初始位置坐標到目的地的最優路徑；
[0015]步驟3.2、每隔若干秒利用加速度傳感器判斷用戶的移動速度，利用陀螺儀傳感器判斷用戶的移動方向，結合初始位置坐標，確定移動設備和用戶移動過程中的移動位置坐標；
[0016]步驟3.3、移動設備與鄰近若干個Beacon基站通過藍牙進行通信，移動設備獲取與鄰近若干個Beacon基站的藍牙信號的信號強度值和鄰近若干個Beacon基站的位置坐標，并且移動設備將與鄰近若干個Beacon基站的藍牙信號的信號強度值轉化為與鄰近若干個Beacon基站的距離；
[0017]步驟3.4、室內定位與導航客戶端根據移動設備與鄰近若干個Beacon基站的距離和鄰近若干個Beacon基站的位置坐標，利用定位算法計算得到移動設備和用戶移動過程中的移動計算位置坐標；
[0018]步驟3.5、移動設備對移動位置坐標和移動計算位置坐標進行加權計算，移動位置坐標權重為40%，移動計算位置坐標權重為60%，得到移動設備和用戶的位置坐標；
[0019]步驟4、每隔若干秒對移動設備和用戶的位置坐標進行校準，并將校準后位置坐標顯示在三維室內模擬場景和二維室內平面圖中；
[0020]步驟4.1、用戶判斷移動設備是否可以利用無線網絡與服務器進行通信，若移動設備可以利用無線網絡與服務器進行通信，則每隔若干秒執行步驟4.2，否則將移動設備和用戶的位置坐標作為校準后位置坐標，執行步驟4.5 ；
[0021 ] 步驟4.2、移動設備與鄰近若干個Beacon基站通過藍牙進行通信，移動設備獲取與鄰近若干個Beacon基站的藍牙信號的信號強度值和鄰近若干個Beacon基站的位置坐標，并且移動設備將與鄰近若干個Beacon基站的藍牙信號的信號強度值轉化為與鄰近若干個Beacon基站的距離；
[0022]步驟4.3、室內定位與導航客戶端將移動設備與鄰近若干個Beacon基站的信號強度值和鄰近若干個Beacon基站的位置坐標上傳至服務器，服務器將接收到上述信息與位置指紋數據庫進行比對，確定移動設備和用戶的校準比對位置坐標，并將校準比對位置坐標返回給移動設備；
[0023]步驟4.4、移動設備對移動設備和用戶的位置坐標和校準比對坐標進行加權計算，移動設備和用戶的位置坐標的權重為30%，校準比對位置坐標的權重為70%，得到移動設備的校準后位置坐標；
[0024]步驟4.5、將校準后位置坐標顯示在三維室內模擬場景和二維室內平面圖中。
[0025]有益效果:
[0026]—種移動中的人員的室內定位方法可以在離線狀態完成用戶在移動過程中的室內定位，定位精確、定位速度快O
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明一種實施例的結構示意圖，I為移動設備，2為Beacon基站，3為服務器；
[0028]圖2為本發明一種實施例的Beacon基站按正三角形網格狀布設的示意圖；
[0029]圖3為本發明一種實施例的二維室內平面圖，五星處為初始位置坐標，紅旗處為目的地，虛線為導航路線；
[0030]圖4為本發明一種實施例的一種移動中的人員的室內定位方法流程圖；
[0031]圖5為本發明一種實施例的一種移動中的人員的室內定位方法步驟2流程圖；
[0032]圖6為本發明一種實施例的一種移動中的人員的室內定位方法步驟3流程圖；
[0033]圖7為本發明一種實施例的一種移動中的人員的室內定位方法步驟4流程圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖對本發明【具體實施方式】做詳細說明。一種移動中的人員的室內定位方法，采用如下裝置，該裝置包括移動設備、23個Beacon基站、服務器，如圖1所示，移動設備采用HTC One M9,Beacon基站采用BrightBeacon Plus，服務器采用阿里云服務器，移動設備與23個Beacon基站通過藍牙進行通信，移動設備與服務器之間通過無線網絡連接，23個Beacon基站按正三角形網格狀布設，Beacon基站之間距離25米，如圖2所示，該方法的具體步驟如下，如圖4所示:
[0035]步驟1、用戶利用移動設備獲取室內地圖數據包，并利用Unity3D引擎繪制三維室內模擬場景和二維室內平面圖，所述室內地圖數據包包括室內的三維地圖模型信息、二維地圖信息及室內若干個Beacon基站的位置坐標，所述移動設備為智能手機，所述Unity3D引擎裝在移動設備中；
[0036]步驟1.1、用戶攜帶移動設備進入室內，移動設備裝有室內定位與導航客戶端、Unity3D引擎、加速度傳感器、陀螺儀傳感器，所述室內定位與導航客戶端裝在移動設備中，定位與導航客戶端搭載三邊定位算法和A*算法，實現對移動設備和用戶的定位和導航，三維室內模擬場景和二維室內平面圖在定位與導航客戶端展示；
[0037]步驟1.2、用戶利用移動設備中的室內定位與導航客戶端通過無線網絡從服務器中下載室內地圖數據包，所述服務器存儲的數據有各個室內地圖數據包、各個室內的位置指紋數據庫，所述位置指紋數據庫包括各個室內若干個Beacon基站的位置坐標和各個室內不同位置若干個Beacon基站的信號強度值；
[0038]步驟1.3、移動設備根據室內地圖數據包，利用Unity3D引擎繪制三維室內模擬場景和二維室內平面圖，并在室內定位與導航客戶端中展示，二維室內平面圖如圖3所示；
[0039]步驟2、根據移動設備與鄰近部分Beacon基站的距離和鄰近部分Beacon基站的位置坐標，確定移動設備和用戶的初始位置坐標，并在三維室內模擬場景和二維室內平面圖中顯示，如圖5所示；
[0040]步驟2.1、移動設備與鄰近部分Beacon基站通過藍牙進行通信，移動設備獲取與鄰近部分Beacon基站的藍牙信號的信號強度值和鄰近部分Beacon基站的位置坐標，并且移動設備將與鄰近部分Beacon基站的藍牙信號的信號強度值轉化為與鄰近部分Beacon基站的距離；
[0041]步驟2.2、室內定位與導航客戶端根據移動設備與鄰近部分Beacon基站的距離和鄰近部分Beacon基站的位置坐標，選取鄰近部分Beacon基站中距離移動設備最近的3個Beacon基站且保證移動設備處于這3個Beacon基站構成的三角形中，利用三邊定位算法計算得到移動設備和用戶的計算位置坐標為(1.2,1.2)；
[0042]步驟2.3、室內定位與導航客戶端將移動設備與鄰近部分Beacon基站的藍牙信號的信號強度值和鄰近部分Beacon基站的位置坐標上傳至服務器，服務器將接收到的上述信息與位置指紋數據庫進行比對，確定移動設備和用戶的比對位置坐標為(0.9，0.