一種移動中的人員的室內(nèi)定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線電波測距領(lǐng)域，特別涉及一種移動中的人員的室內(nèi)定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]室內(nèi)定位指在室內(nèi)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)位置定位，主要采用無線通訊、基站定位、慣導(dǎo)定位等多種技術(shù)集成形成一套室內(nèi)位置定位體系，從而實(shí)現(xiàn)人員、物體等目標(biāo)在室內(nèi)空間中的位置監(jiān)控。目前室內(nèi)定位方法大多針對靜態(tài)人員和物體，當(dāng)人員處于移動狀態(tài)時，現(xiàn)有室內(nèi)定位方法定位誤差較大，無法準(zhǔn)確判斷其位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種移動中的人員的室內(nèi)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(shè)備獲取室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)包，并利用Unity3D引擎繪制三維室內(nèi)模擬場景和二維室內(nèi)平面圖，所述室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)包包括室內(nèi)的三維地圖模型信息、二維地圖信息及室內(nèi)若干個Beacon基站的位置坐標(biāo)，所述移動設(shè)備為智能手機(jī)，所述Unity3D引擎裝在移動設(shè)備中；
[0005]步驟1.1、用戶攜帶移動設(shè)備進(jìn)入室內(nèi)，移動設(shè)備裝有室內(nèi)定位與導(dǎo)航客戶端、Unity3D引擎、加速度傳感器、陀螺儀傳感器，所述室內(nèi)定位與導(dǎo)航客戶端裝在移動設(shè)備中，定位與導(dǎo)航客戶端搭載定位算法和導(dǎo)航算法，實(shí)現(xiàn)對移動設(shè)備和用戶的定位和導(dǎo)航，三維室內(nèi)模擬場景和二維室內(nèi)平面圖在定位與導(dǎo)航客戶端展示；
[0006]步驟1.2、用戶利用移動設(shè)備中的室內(nèi)定位與導(dǎo)航客戶端通過無線網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器中下載室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)包，所述服務(wù)器存儲的數(shù)據(jù)有各個室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)包、各個室內(nèi)的位置指紋數(shù)據(jù)庫，所述位置指紋數(shù)據(jù)庫包括各個室內(nèi)若干個Beacon基站的位置坐標(biāo)和各個室內(nèi)不同位置若干個Beacon基站的信號強(qiáng)度值；
[0007]步驟1.3、移動設(shè)備根據(jù)室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)包，利用Unity3D引擎繪制三維室內(nèi)模擬場景和二維室內(nèi)平面圖，并在室內(nèi)定位與導(dǎo)航客戶端中展示；
[0008]步驟2、根據(jù)移動設(shè)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(biāo)，確定移動設(shè)備和用戶的初始位置坐標(biāo)，并在三維室內(nèi)模擬場景和二維室內(nèi)平面圖中顯示；
[0009]步驟2.1、移動設(shè)備與鄰近若干個Beacon基站通過藍(lán)牙進(jìn)行通信，移動設(shè)備獲取與鄰近若干個Beacon基站的藍(lán)牙信號的信號強(qiáng)度值和若干個Beacon基站的位置坐標(biāo)，并且移動設(shè)備將與鄰近若干個Beacon基站的藍(lán)牙信號的信號強(qiáng)度值轉(zhuǎn)化為與鄰近若干個Beacon基站的距尚;
[0010]步驟2.2、室內(nèi)定位與導(dǎo)航客戶端根據(jù)移動設(shè)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(biāo)，利用定位算法計算得到移動設(shè)備和用戶的計算位置坐標(biāo)；
[0011]步驟2.3、室內(nèi)定位與導(dǎo)航客戶端將移動設(shè)備與鄰近若干個Beacon基站的藍(lán)牙信號的信號強(qiáng)度值和鄰近若干個Beacon基站的位置坐標(biāo)上傳至服務(wù)器，服務(wù)器將接收到的上述信息與位置指紋數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，確定移動設(shè)備和用戶的比對位置坐標(biāo)，并將比對位置坐標(biāo)返回給移動設(shè)備；
[0012]步驟2.4、移動設(shè)備對計算位置坐標(biāo)和比對位置坐標(biāo)進(jìn)行加權(quán)計算，計算位置坐標(biāo)權(quán)重為30%，比對位置坐標(biāo)權(quán)重為70%，得到移動設(shè)備和用戶的初始位置坐標(biāo)，并在三維室內(nèi)模擬場景和二維室內(nèi)平面圖中顯示；
[0013]步驟3、每隔若干秒利用移動設(shè)備的加速度傳感器、陀螺儀傳感器和定位算法確定移動設(shè)備和用戶在移動過程中的位置坐標(biāo):
[0014]步驟3.1、用戶在室內(nèi)定位與導(dǎo)航客戶端輸入目的地，或者在二維室內(nèi)平面圖中選擇目的地，定位與導(dǎo)航客戶端利用導(dǎo)航算法顯示初始位置坐標(biāo)到目的地的最優(yōu)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(jié)合初始位置坐標(biāo)，確定移動設(shè)備和用戶移動過程中的移動位置坐標(biāo)；
[0016]步驟3.3、移動設(shè)備與鄰近若干個Beacon基站通過藍(lán)牙進(jìn)行通信，移動設(shè)備獲取與鄰近若干個Beacon基站的藍(lán)牙信號的信號強(qiáng)度值和鄰近若干個Beacon基站的位置坐標(biāo)，并且移動設(shè)備將與鄰近若干個Beacon基站的藍(lán)牙信號的信號強(qiáng)度值轉(zhuǎn)化為與鄰近若干個Beacon基站的距離；
[0017]步驟3.4、室內(nèi)定位與導(dǎo)航客戶端根據(jù)移動設(shè)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(biāo)，利用定位算法計算得到移動設(shè)備和用戶移動過程中的移動計算位置坐標(biāo)；
[0018]步驟3.5、移動設(shè)備對移動位置坐標(biāo)和移動計算位置坐標(biāo)進(jìn)行加權(quán)計算，移動位置坐標(biāo)權(quán)重為40%，移動計算位置坐標(biāo)權(quán)重為60%，得到移動設(shè)備和用戶的位置坐標(biāo)；
[0019]步驟4、每隔若干秒對移動設(shè)備和用戶的位置坐標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后位置坐標(biāo)顯示在三維室內(nèi)模擬場景和二維室內(nèi)平面圖中；
[0020]步驟4.1、用戶判斷移動設(shè)備是否可以利用無線網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器進(jìn)行通信，若移動設(shè)備可以利用無線網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器進(jìn)行通信，則每隔若干秒執(zhí)行步驟4.2，否則將移動設(shè)備和用戶的位置坐標(biāo)作為校準(zhǔn)后位置坐標(biāo)，執(zhí)行步驟4.5 ；
[0021 ] 步驟4.2、移動設(shè)備與鄰近若干個Beacon基站通過藍(lán)牙進(jìn)行通信，移動設(shè)備獲取與鄰近若干個Beacon基站的藍(lán)牙信號的信號強(qiáng)度值和鄰近若干個Beacon基站的位置坐標(biāo)，并且移動設(shè)備將與鄰近若干個Beacon基站的藍(lán)牙信號的信號強(qiáng)度值轉(zhuǎn)化為與鄰近若干個Beacon基站的距離；
[0022]步驟4.3、室內(nèi)定位與導(dǎo)航客戶端將移動設(shè)備與鄰近若干個Beacon基站的信號強(qiáng)度值和鄰近若干個Beacon基站的位置坐標(biāo)上傳至服務(wù)器，服務(wù)器將接收到上述信息與位置指紋數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，確定移動設(shè)備和用戶的校準(zhǔn)比對位置坐標(biāo)，并將校準(zhǔn)比對位置坐標(biāo)返回給移動設(shè)備；
[0023]步驟4.4、移動設(shè)備對移動設(shè)備和用戶的位置坐標(biāo)和校準(zhǔn)比對坐標(biāo)進(jìn)行加權(quán)計算，移動設(shè)備和用戶的位置坐標(biāo)的權(quán)重為30%，校準(zhǔn)比對位置坐標(biāo)的權(quán)重為70%，得到移動設(shè)備的校準(zhǔn)后位置坐標(biāo)；
[0024]步驟4.5、將校準(zhǔn)后位置坐標(biāo)顯示在三維室內(nèi)模擬場景和二維室內(nèi)平面圖中。
[0025]有益效果:
[0026]—種移動中的人員的室內(nèi)定位方法可以在離線狀態(tài)完成用戶在移動過程中的室內(nèi)定位，定位精確、定位速度快O
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，I為移動設(shè)備，2為Beacon基站，3為服務(wù)器；
[0028]圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的Beacon基站按正三角形網(wǎng)格狀布設(shè)的示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例的二維室內(nèi)平面圖，五星處為初始位置坐標(biāo)，紅旗處為目的地，虛線為導(dǎo)航路線；
[0030]圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例的一種移動中的人員的室內(nèi)定位方法流程圖；
[0031]圖5為本發(fā)明一種實(shí)施例的一種移動中的人員的室內(nèi)定位方法步驟2流程圖；
[0032]圖6為本發(fā)明一種實(shí)施例的一種移動中的人員的室內(nèi)定位方法步驟3流程圖；
[0033]圖7為本發(fā)明一種實(shí)施例的一種移動中的人員的室內(nèi)定位方法步驟4流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說明。一種移動中的人員的室內(nèi)定位方法，采用如下裝置，該裝置包括移動設(shè)備、23個Beacon基站、服務(wù)器，如圖1所示，移動設(shè)備采用HTC One M9,Beacon基站采用BrightBeacon Plus，服務(wù)器采用阿里云服務(wù)器，移動設(shè)備與23個Beacon基站通過藍(lán)牙進(jìn)行通信，移動設(shè)備與服務(wù)器之間通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，23個Beacon基站按正三角形網(wǎng)格狀布設(shè)，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(shè)備獲取室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)包，并利用Unity3D引擎繪制三維室內(nèi)模擬場景和二維室內(nèi)平面圖，所述室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)包包括室內(nèi)的三維地圖模型信息、二維地圖信息及室內(nèi)若干個Beacon基站的位置坐標(biāo)，所述移動設(shè)備為智能手機(jī)，所述Unity3D引擎裝在移動設(shè)備中；
[0036]步驟1.1、用戶攜帶移動設(shè)備進(jìn)入室內(nèi)，移動設(shè)備裝有室內(nèi)定位與導(dǎo)航客戶端、Unity3D引擎、加速度傳感器、陀螺儀傳感器，所述室內(nèi)定位與導(dǎo)航客戶端裝在移動設(shè)備中，定位與導(dǎo)航客戶端搭載三邊定位算法和A*算法，實(shí)現(xiàn)對移動設(shè)備和用戶的定位和導(dǎo)航，三維室內(nèi)模擬場景和二維室內(nèi)平面圖在定位與導(dǎo)航客戶端展示；
[0037]步驟1.2、用戶利用移動設(shè)備中的室內(nèi)定位與導(dǎo)航客戶端通過無線網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器中下載室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)包，所述服務(wù)器存儲的數(shù)據(jù)有各個室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)包、各個室內(nèi)的位置指紋數(shù)據(jù)庫，所述位置指紋數(shù)據(jù)庫包括各個室內(nèi)若干個Beacon基站的位置坐標(biāo)和各個室內(nèi)不同位置若干個Beacon基站的信號強(qiáng)度值；
[0038]步驟1.3、移動設(shè)備根據(jù)室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)包，利用Unity3D引擎繪制三維室內(nèi)模擬場景和二維室內(nèi)平面圖，并在室內(nèi)定位與導(dǎo)航客戶端中展示，二維室內(nèi)平面圖如圖3所示；
[0039]步驟2、根據(jù)移動設(shè)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(biāo)，確定移動設(shè)備和用戶的初始位置坐標(biāo)，并在三維室內(nèi)模擬場景和二維室內(nèi)平面圖中顯示，如圖5所示；
[0040]步驟2.1、移動設(shè)備與鄰近部分Beacon基站通過藍(lán)牙進(jìn)行通信，移動設(shè)備獲取與鄰近部分Beacon基站的藍(lán)牙信號的信號強(qiáng)度值和鄰近部分Beacon基站的位置坐標(biāo)，并且移動設(shè)備將與鄰近部分Beacon基站的藍(lán)牙信號的信號強(qiáng)度值轉(zhuǎn)化為與鄰近部分Beacon基站的距離；
[0041]步驟2.2、室內(nèi)定位與導(dǎo)航客戶端根據(jù)移動設(shè)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(biāo)，選取鄰近部分Beacon基站中距離移動設(shè)備最近的3個Beacon基站且保證移動設(shè)備處于這3個Beacon基站構(gòu)成的三角形中，利用三邊定位算法計算得到移動設(shè)備和用戶的計算位置坐標(biāo)為(1.2,1.2)；
[0042]步驟2.3、室內(nèi)定位與導(dǎo)航客戶端將移動設(shè)備與鄰近部分Beacon基站的藍(lán)牙信號的信號強(qiáng)度值和鄰近部分Beacon基站的位置坐標(biāo)上傳至服務(wù)器，服務(wù)器將接收到的上述信息與位置指紋數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，確定移動設(shè)備和用戶的比對位置坐標(biāo)為(0.9，0.