[发明专利]一种用于室内定位的智能终端及蓝牙室内定位系统

说明书

本发明的一种用于室内定位的智能终端及蓝牙室内定位系统，涉及低功耗蓝牙技术和室内定位技术。本发明的智能终端感知空间内的蓝牙定位信标的广播信号，智能终端离线模块和智能终端在线模块采用稳定Beacon优先算法、优化K近邻算法和卡尔曼滤波算法对智能终端进行定位。本发明的蓝牙室内定位系统包括蓝牙定位信标、智能终端和服务器。蓝牙定位信标采用低功耗蓝牙技术，周期性向空间内广播带有设备ID的无线信号。服务器主要是为智能终端提供地图与数据库资源下载服务和定位监控服务。本发明对室内定位具备很高的实用价值，能提升室内定位精度与准确度。

技术领域

本发明涉及低功耗蓝牙技术、室内定位技术及物联网加互联网技术领域，尤其涉及一种用于室内定位的智能终端及蓝牙室内定位系统，对室内定位具备很高的实用价值，能提升室内定位精度与准确度。

背景技术

现有蓝牙定位技术是采用信号强度值与实际距离的映射关系进行定位，因信号强度受环境因素(温度、湿度、物理遮挡等因素)影响较大，故由其计算得出的实际距离值也是极其不稳定、不准确的。因此，现有蓝牙定位技术的缺点就是定位误差大、精度低、稳定性弱。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种易用性高、精准度高、响应迅速的用于室内定位的智能终端及蓝牙室内定位系统。本系统采用低功耗蓝牙技术为基础，通过采集与对比空间内的无线信号特征值进行定位，从而解决室内定位精准度低、反应慢、成本高等问题。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于室内定位的智能终端，一种用于室内定位的智能终端，包括屏幕显示模块6、本地资源模块7、内置蓝牙9、智能终端离线模块23和智能终端在线模块24；

屏幕显示模块6用于将外部输入的参考位置标记信息生成参考位置向量后输出至智能终端离线模块23，显示智能终端离线模块23输出的碎片化地图文件，显示智能终端在线模块24输出的定位坐标值和地图文件；

本地资源模块7用于输出地图资源，将智能终端离线模块23发送来的指纹向量数据进行存储得到指纹数据库资源文件；

内置蓝牙9用于将感知到的蓝牙定位信标的广播信号生成广播数据帧后分别输出至智能终端离线模块23和智能终端在线模块24；

智能终端离线模块23用于接收屏幕显示模块6输出的参考位置向量，将内置蓝牙9发送的广播数据帧生成指纹向量，将参考位置向量和指纹向量进行关联得到关联数据值，根据关联数据值和卡尔曼滤波算法计算相关统计量数据值后生成指纹向量数据，并发送指纹向量数据至本地资源模块7；同时，接收本地资源模块7输出的地图资源，将地图资源整合生成碎片化地图文件后输出至屏幕显示模块6；其中，相关统计量数据值包括均值和标准差；

智能终端在线模块24用于将内置蓝牙9发送的广播数据帧生成指纹向量；同时，下载地图资源与指纹数据库资源文件，将地图资源整合生成地图文件，提取指纹数据库资源文件中的指纹向量数据，计算出相关统计量数据值，根据优化K近邻算法和卡尔曼滤波算法将相关统计量数据值与指纹向量数据中每个指纹向量进行比对，计算出每个指纹向量的欧式距离值，选取欧式距离值最小的三个指纹向量，根据这三个指纹向量的坐标值计算出定位坐标值，将定位坐标值和地图文件输出至屏幕显示模块6。

其中，所述的优化K近邻算法具体为：根据室内传播损耗特征，对各参考位置的信号强度根据接近度进行分类并确定阈值，根据分类限定搜索区域，根据阈值匹配接近度选择参考位置作为样本位置，进行限定区域内样本位置的K近邻算法。

其中，所述的卡尔曼滤波算法具体为：卡尔曼滤波算法通过基于智能终端的运动模型的状态预测和基于信号强度测量的位置估计的线性组合，共同完成当前时刻智能终端运动状态的估计。

其中，所述的智能终端离线模块23包括加载资源模块10、生成指纹数据库模块11、第一采集信号模块12和地图资源管理模块13；