基于蓝牙位置指纹的室内定位方法与相关技术
室内定位技术中的蓝牙信号定位算法研究与实现
室内定位技术中的蓝牙信号定位算法研究与实现引言：随着无线通信技术的不断发展和智能设备的广泛应用，室内定位成为了一个备受关注的研究领域。
在室内环境中，由于GPS信号的受限，传统的定位算法很难在室内精确定位。
因此，研究人员积极探索各种室内定位技术，蓝牙信号定位算法作为其中的一种，具有较为广泛的应用前景。
一、蓝牙信号定位原理蓝牙信号定位算法是基于蓝牙技术的室内定位算法，主要通过接收蓝牙信号强度来确定目标位置。
蓝牙信号在发射后会因为障碍物的阻挡而逐渐减弱，通过测量接收到的信号强度，可以根据信号衰减模型来计算目标位置。
同时，蓝牙信号的覆盖范围较小，可以实现较为精确的定位。
二、蓝牙信号定位算法的研究1. 接收信号强度指纹定位算法接收信号强度指纹定位算法是蓝牙信号定位中最常用和成熟的算法之一。
该算法的原理是通过收集一系列离线采样点的信号强度数据，并构建指纹数据库。
在实时定位时，将当前接收到的信号强度与数据库中的指纹进行匹配，从而获得目标位置。
2. 强度反比定位算法强度反比定位算法是一种基于信号衰减模型的算法。
该算法通过测量接收到的蓝牙信号强度，并根据信号衰减模型与发射功率之间的关系，计算目标距离。
进一步结合参考点的位置信息，可以确定目标位置。
3. 加权距离法定位算法加权距离法定位算法是一种结合了距离和强度的算法。
该算法通过测量目标与多个基站之间的距离和信号强度，根据权重系数计算加权平均距离，从而确定目标位置。
相比于其他算法，加权距离法在减小误差方面有一定优势。
三、蓝牙信号定位的实现与应用1. 数据采集与处理在蓝牙信号定位过程中，需要首先进行数据采集与处理。
通过在待定位区域内布置蓝牙基站，采集目标位置的信号强度数据。
同时，为了提高定位的准确性，还需要采集其他环境信息，如墙壁材料、障碍物位置等。
在数据处理方面，需要进行数据清洗、判别异常值，并构建信号强度指纹数据库等。
2. 算法选择与优化根据实际需求和场景特点，选择合适的蓝牙信号定位算法，并进行必要的优化。
蓝牙技术在室内定位中的应用
蓝牙技术在室内定位中的应用一、前言随着移动设备的迅速发展，人们日常生活中对定位的需求变得越来越广泛。
而蓝牙技术作为一种无线通信技术，早已经成为了大众熟知的技术之一。
基于蓝牙技术的室内定位在近年内也不断发展，广泛应用于商场、超市、展馆、医院、学校等场所，成为了人们生活中不可或缺的一部分。
二、蓝牙技术基础蓝牙通信技术是一种无线数字通信技术，用于通过简短的距离内低功率的无线连接来实现数据传输和通信。
蓝牙通信技术的工作原理是将信号发送至一个接收基站，由这个基站来决定信号的下一步走向，从而让信号在不同的链路中穿梭传输。
蓝牙技术在室内定位中的优势在于其无线传输的特点，不受室内建筑物的阻挡限制，并且信号的距离精度高，可达米级定位精度。
这就使得蓝牙技术成为了室内定位的重要技术之一。
三、蓝牙室内定位技术1.蓝牙信号强度定位技术蓝牙信号强度定位技术一般都是基于RSSI（接收信号强度指标）进行定位，使用的设备一般是智能手机，可以通过监测蓝牙信号的强度来获得离特定信号源的距离。
这种定位技术简单易用，而且可以在低成本的条件下完成，但是对于室内环境中存在影响信号传播的障碍物时，距离误差会比较大。
2.蓝牙三角定位技术蓝牙三角定位技术利用三个或者更多蓝牙信号源的位置信息，通过三角定位法计算出移动设备的位置。
这种定位方式相对于信号强度定位方式来说，定位精度更高，因为其依赖于信号源之间的距离及其位置，而不是仅仅依赖于接收信号的强度。
3.蓝牙指纹定位技术蓝牙指纹定位技术是利用蓝牙信号源信号的特征参数建立一个指纹库，通过比较当前接收到的信号源的信号特征与指纹库中各个位置对应的特征进行匹配，从而达到定位的目的。
这种方式需要进行一次离线采集大量的信号源的指纹数据，然后在运行时识别并计算出当前设备所处的位置。
这种定位方式可以达到较高的定位精度，但是需要较大的的计算资源，在应用时需要考虑设备的计算能力和存储能力。
四、蓝牙室内定位技术在实际应用中的案例1.商场室内导航商场室内导航是蓝牙室内定位技术最常见的应用之一，商场内部容易迷路，用户可以利用手机APP上的地图，通过蓝牙技术的定位功能快速到达目的地。
基于蓝牙信标的室内定位
基于蓝牙信标的室内定位【摘要】本文介绍了基于蓝牙信标的室内定位技术。
在简要介绍了研究背景和研究意义。
在分别对蓝牙信标技术、室内定位原理、基于蓝牙信标的室内定位系统设计、精度与误差分析以及应用场景进行了详细阐述。
通过该技术，可以实现对室内各个位置的精确定位和导航，为室内定位应用提供了更加便捷和准确的解决方案。
在总结了本文的研究内容，并展望了基于蓝牙信标的室内定位技术在未来的发展前景。
通过本文的阐述，读者可以更好地了解基于蓝牙信标的室内定位技术，并对未来的研究和应用起到指导作用。
【关键词】蓝牙信标、室内定位、技术概述、定位原理、系统设计、精度与误差分析、应用场景、总结、展望、研究背景、研究意义1. 引言1.1 研究背景室内定位技术在现代社会中扮演着越来越重要的角色，人们对室内定位精度和实时性的需求也越来越高。
传统的室内定位技术如GPS 在室内信号覆盖范围受限的情况下效果不佳，因此基于蓝牙信标的室内定位技术应运而生。
研究基于蓝牙信标的室内定位技术，不仅可以提高室内定位的精度和实时性，还能为室内导航、智能家居、商场定位等领域提供更好的解决方案。
深入研究基于蓝牙信标的室内定位技术，对实现智能化、便捷化的室内环境具有重要意义。
1.2 研究意义基于蓝牙信标的室内定位系统可以为室内环境下的导航和定位提供更加精准和实时的解决方案。
通过信标的布置和信号的传输，可以实现对室内空间的精准定位，为用户提供更加便利的导航服务。
基于蓝牙信标的室内定位系统对于商业场所的管理和优化具有重要意义。
商场、超市等场所可以通过信标技术实现对商品和顾客的定位跟踪，从而优化布局和促进销售，提升用户体验。
基于蓝牙信标的室内定位系统还可以为一些特殊群体提供定位服务，如盲人、老年人等。
通过这种系统，他们可以更加方便地找到所需的目的地，提高生活质量和安全性。
研究基于蓝牙信标的室内定位系统具有重要意义，可以为社会生活和商业运营带来诸多便利和优化效果。
基于蓝牙信标的室内定位
基于蓝牙信标的室内定位随着物联网和智能设备的普及，人们对室内定位的需求日益增长。
室内定位可以应用于商场导航、室内地图、运动健康等领域，提供更加智能的服务和体验。
而基于蓝牙信标的室内定位技术是目前最为成熟和常用的一种方法之一。
基于蓝牙信标的室内定位技术主要依靠一种叫做蓝牙低功耗（Bluetooth Low Energy，BLE）的技术标准。
BLE是一种能耗低、延迟低、低成本的无线通信技术，非常适合在室内环境中使用。
蓝牙信标是BLE技术的一种应用，它是一种可以发出低功耗蓝牙信号的设备。
通常，蓝牙信标的射程范围在几米至几十米之间，可以通过布置在室内的信标来获取用户的位置信息。
信标的工作原理是通过发送蓝牙信号，并记录手机或其他接收设备在不同信标处接收到的信号强度值（Received Signal Strength Indicator，RSSI），根据信号强度值的变化来确定用户的位置。
室内定位系统基于蓝牙信标主要包含以下几个步骤：1. 信标安装与布置：在室内空间中选择适当的位置布置信标，通常可以根据不同楼层、房间或区域的不同需求进行布置，以确保整个室内环境都能覆盖到信标的信号。
2. 信号强度指纹采集：在室内设计好信标布置后，需要对每个信标的位置进行标记，并在不同位置处记录手机接收到的信号强度值。
这个过程通常称为“指纹采集”。
3. 建立定位模型：在采集完信号强度指纹后，可以通过机器学习等方法建立室内定位的模型。
模型的建立可以采用监督学习算法，将信号强度值作为输入，将真实位置作为输出进行训练。
这样就可以根据接收到的信号强度值，预测用户的位置。
4. 室内定位应用：将定位模型应用到实际场景中，可以实现室内导航、位置服务和数据分析等功能。
用户可以通过手机或其他接收设备获取自己在室内的位置，并进行相关的操作和使用。
基于蓝牙信标的室内定位技术有很多优势。
它的成本相对较低，信标设备本身价格低廉，并且能耗低，不需要频繁更换电池。
室内定位中的蓝牙技术使用技巧
室内定位中的蓝牙技术使用技巧蓝牙技术在室内定位中扮演着重要的角色。
通过使用蓝牙技术，我们可以精确地定位室内位置，并为用户提供准确的位置信息。
本文将介绍一些在室内定位中使用蓝牙技术的技巧，帮助读者更好地理解和应用蓝牙技术。
一、了解蓝牙技术的基本原理在探索蓝牙技术的使用技巧之前，首先需要了解蓝牙技术的基本原理。
蓝牙技术基于无线电波传输，可以在短距离内进行设备之间的数据传输。
在室内定位中，我们通常使用蓝牙信标或蓝牙低功耗设备作为定位节点，通过接收和发送蓝牙信号，确定用户所在的位置。
二、利用蓝牙信标进行室内定位蓝牙信标是室内定位中常用的设备，通常固定在特定位置以提供位置信息。
利用蓝牙信标进行室内定位需要以下步骤：1. 部署蓝牙信标：根据室内地图和需求，在关键位置上设置蓝牙信标，确保信标的分布均匀且覆盖范围广。
2. 接收蓝牙信号：在定位移动设备中安装蓝牙接收器，通过接收蓝牙信标发出的信号，获取设备与信标之间的距离。
3. 计算位置信息：根据接收到的信号强度和距离，在室内地图上计算设备的位置。
这可以通过三角定位等方法实现。
4. 更新定位信息：定期更新设备的位置信息，以便实时提供准确的定位服务。
通过以上步骤，利用蓝牙信标可以在室内实现精确的定位服务。
三、蓝牙低功耗设备在室内定位中的应用除了蓝牙信标，蓝牙低功耗设备也被广泛应用于室内定位中。
这些设备通常是便携式的，可以携带在人身上或放置在室内环境中。
以下是蓝牙低功耗设备在室内定位中的应用技巧：1. 利用蓝牙低功耗设备进行距离测量：蓝牙低功耗设备可以通过接收蓝牙信号的强度来测量设备与信标之间的距离。
这种方式比较简单且成本低廉，可以快速实现室内定位。
2. 蓝牙低功耗设备的移动定位：利用蓝牙低功耗设备的移动性，可以将设备携带在人身上或者放置在物品上，实现对人或物的定位。
这在室内导航、人员追踪等场景中非常有用。
3. 利用蓝牙低功耗设备与其他传感器结合：蓝牙低功耗设备可以与其他传感器如加速度计、陀螺仪等结合使用，提高定位的准确性和稳定性。
蓝牙室内定位解决方案
蓝牙室内定位解决方案引言随着智能手机的广泛普及和蓝牙技术的快速发展，蓝牙室内定位成为当今室内定位领域的一个重要解决方案。
蓝牙室内定位基于蓝牙信号强度测量技术，可以实现对移动设备在室内的定位和追踪。
本文将介绍蓝牙室内定位的原理、应用场景、解决方案以及一些实际案例。
蓝牙室内定位原理蓝牙室内定位原理是通过测量蓝牙信号的强度来确定设备的位置。
这种定位技术主要利用了蓝牙信号的衰减特性，即信号在经过物体时会发生衰减。
衰减的程度与距离、障碍物的材质和数量等因素有关。
通过测量设备到蓝牙信号源的距离，可以近似计算出设备的位置。
蓝牙室内定位通常使用三边定位、指纹地图或融合定位等算法来实现。
三边定位是基于三个蓝牙信号源的强度测量来计算设备位置的方法。
指纹地图是事先收集一些参考点的蓝牙信号强度数据，并建立一个地图数据库。
当设备需要定位时，通过比对设备测量到的信号强度数据与数据库中的指纹进行匹配，从而确定设备位置。
融合定位是将蓝牙室内定位与其他定位技术（如Wi-Fi和惯性传感器）相结合，提高定位的准确性和稳定性。
蓝牙室内定位应用场景蓝牙室内定位具有广泛的应用场景。
以下是一些典型的应用场景：商场导航在大型商场中，顾客往往会在众多的商铺之间迷路。
通过在商场内部安装蓝牙信号源，可以为顾客提供商场导航服务，帮助顾客快速找到目标商铺。
办公室定位在大型办公楼中，员工往往需要在不同的楼层和房间之间移动。
通过在办公室内安装蓝牙信号源，可以实时追踪员工的位置，提高办公效率。
室内定位营销在商场、超市等场所，可以根据顾客的位置信息，向其发送相关的优惠信息、推广活动等，增加销售量和客户满意度。
仓库管理在大型仓库中，蓝牙室内定位可以用于实时追踪货物的位置，提高仓库管理效率和准确性。
蓝牙室内定位解决方案蓝牙室内定位的解决方案包括硬件和软件两个方面。
硬件方案蓝牙室内定位的硬件方案主要包括蓝牙信号源的安装和部署。
蓝牙信号源可以是专用的蓝牙信标设备或已有的蓝牙设备（如Wi-Fi路由器或智能灯具）。
基于蓝牙技术的室内定位算法研究
基于蓝牙技术的室内定位算法研究随着科技的快速发展，人们对于高精度室内定位的需求越来越大，因为GPS在室内环境下准确性无法保证，而基于蓝牙技术的室内定位算法则已经在一些场合得到了应用。
本文将深入探讨基于蓝牙技术的室内定位算法研究。
一、蓝牙技术的优势蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，主要用于设备之间的数据传输和网络连接。
与WiFi相比，蓝牙技术更加节能，设备成本也相对较低，同时在室内环境下传输更加稳定。
因此，基于蓝牙技术的室内定位算法被认为是一种具有广阔应用前景的技术。
二、基于蓝牙技术的室内定位方法基于蓝牙技术的室内定位方法包括信号强度指纹法和三角定位法两种方法。
1.信号强度指纹法信号强度指纹法是通过收集定位场所各点的蓝牙信号强度信息，建立信号强度指纹数据库，再通过对接收到的信号强度进行匹配，找到最接近的指纹点进行定位。
信号强度指纹法需要事先对环境进行较为精确的建模，使得算法准确性和鲁棒性更高。
信号强度指纹法的优点是精度较高，缺点是需要对环境进行比较多的调查和建模，工作量较大。
2.三角定位法三角定位法是基于信标在定位场所的位置和接收信号的时间差计算出被测设备的位置。
在三角定位法中，需要将三个或以上的信标分别放置在场所不同位置上，形成信标三角形，设备每次发送信号后，由三个信标接收到该信号的时间差可计算出设备的位置。
三角定位法的优点是实现相对简单，缺点是定位精度和定位范围相对较小。
三、基于蓝牙技术的室内定位应用场景基于蓝牙技术的室内定位应用场景比较广泛，主要包括室内导航、智能交通、智能家居和商业场合等等。
1.室内导航基于蓝牙技术的室内导航能够为用户提供室内定位和导航的服务，大幅提升了用户的室内导航体验。
比如在大型商场、展览馆等场合，用户可以借助手机等设备轻松找到所需位置，避免迷路和浪费时间。
2.智能交通基于蓝牙技术的室内定位应用也可以为智能交通提供便利。
例如，在地下车库、地铁站等地方，用户可以利用蓝牙设备进行车位、地点的定位，让用户更加方便快捷地找到目的地。
蓝牙技术在室内定位中的应用研究
蓝牙技术在室内定位中的应用研究蓝牙技术是我们生活中不可缺少的一部分，它广泛应用于手机、电脑、音响等产品中。
然而，在室内定位领域，蓝牙技术同样发挥着重要的作用。
本文将探讨蓝牙技术在室内定位中的应用研究。
一、室内定位的基本原理室内定位是指在室内环境中，通过一系列技术手段识别出人或物体的准确位置。
室内定位的应用场景可以是市场研究、场馆管理、物流配送等各种领域。
室内定位的基本原理是通过一定的技术手段，获取目标位置的信号信息，并将其转换为坐标信息，然后根据这些信号和坐标信息，计算出目标位置。
目前，常用的室内定位技术有WiFi定位、蓝牙定位、ZigBee定位、UWB定位等。
二、蓝牙技术在室内定位中的应用蓝牙技术在室内定位中的应用是较为广泛的。
蓝牙定位的原理是通过蓝牙信号在空间中的分布情况，来判断目标位置的坐标。
因此，蓝牙定位需要将蓝牙信号的传输范围和空间中的位置进行精确的匹配。
对于室内定位来说，蓝牙设备的分布情况可以通过室内网络基站的分布情况来确定。
而要确定目标位置，需要在设备中安装传感器，并利用算法将传感器采集到的数据转化为坐标信息。
目前，采用的主要算法有RSSI算法、时间差测量算法等。
三、蓝牙技术的优势与其他室内定位技术相比，蓝牙技术具有以下优势：1. 信号覆盖范围广：蓝牙技术的信号传输范围广，可以很好地应对室内环境中各种障碍物，如墙、玻璃、柱子等。
2. 精度高：蓝牙技术可以获取目标位置的信号信息，并通过算法将其转换为坐标信息，从而实现高精度的定位。
3. 成本低：蓝牙技术的设备成本相对较低，适合于大规模部署。
4. 稳定性好：蓝牙技术的信号传输稳定，可以在高密度设备的环境中正常工作。
四、蓝牙技术在室内定位中的应用案例蓝牙技术在室内定位中的应用案例非常多，以下简单介绍几个：1. 商场导航：利用蓝牙技术在商场的基站中安装蓝牙设备，通过对消费者位置的监测，自动生成导航路线和相关信息，帮助消费者快速找到目标商品。
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本技术涉及一种基于蓝牙位置指纹的室内定位方法，利用与信道信息相关的高维空间谱信息及环境信息，利用主成分分析等手段提取稳健的空间谱指纹，匹配定位时，对抗室内多径的干扰的效果增强，提升了定位精度。
在室内多径环境下，该指纹具有更好的对抗多径干扰的效用，该随机变量更加稳定。
通过周期性的判断训练数据定位误差完成指纹库更新，若误差大于预先设定的门限值，则从现有多维空间谱指纹库和随机采集的现在时刻的少数定位指纹信息，利用主成分分析或者流型学习等方法，进行降维处理以得到当前时刻的指纹库；若误差小于预先设定的门限值，则沿用之前的指纹库进行定位。
这样无须再定位时刻进行重复建库，很大程度上降低了建库负担。
权利要求书1.一种基于蓝牙位置指纹的室内定位方法，其特征在于，包括步骤如下：1)初次离线建库：建立多维空间谱指纹库，所述多维空间谱指纹库包括定位接收信号强度RSSI、室内信道状态信息CSI、自相关函数在非0处的取值、接收到的信号经快速傅里叶变换的频域幅度和相位、功率谱密度和链路质量值LQ；采用主成分分析法，即通过降维的思想将所述多维空间谱指纹库的定位接收信号强度RSSI、室内信道状态信息CSI、自相关函数在非0处的取值、接收到的信号经快速傅里叶变换的频域幅度和相位、功率谱密度和链路质量值LQ进行线性变换为稳健的指纹信息，形成匹配指纹库；所述匹配指纹库还包括参考点的位置信息及其方向，所述参考点即为接收信号的蓝牙锚节点；2)在线匹配阶段对采集点获取的多维空间谱指纹信息进行主成分分析，并将结果与所述匹配指纹库中稳健的指纹信息进行匹配，利用模式匹配算法计算采集点指纹信息与稳健的指纹信息相似度，从而给出位置信息的估计；3)更新多维空间谱指纹库预先设定的门限值，所述门限值是指估计位置与实际位置之间误差的允许范围；每间隔固定时间进行误差判断：即随机选取某一参考点进行上述方法进行的定位结果与实际位置的误差判断：若估计位置与实际位置的误差大于预先设定的门限值，则向多维空间谱指纹库中加入随机采集的当前时刻定位指纹信息，对所述多维空间谱指纹库进行降维处理，得到当前时刻的匹配指纹库；若估计位置与实际位置的误差小于预先设定的门限值，则沿用之前的匹配指纹库进行定位。
2.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙位置指纹的室内定位方法，其特征在于，所述稳健的指纹库的建立方法，包括步骤如下：(1)采集n个参考点样本信息：每个样本有p个指标变量，构成一个n×p的数据矩阵X＝(xij)n×p，即(2)将步骤(1)的参考点样本信息，即X＝(xij)n×p标准化，得到标准化矩阵Zij：在公式(I)中(3)计算步骤(2)所述标准化矩阵Zij的样本相关系数矩阵其中(4)解样本相关系数矩阵R的特征方程，得P个特征根λ1≥λ2≥…λp，求出特征贡献率并对每个特征根求出相应的单位特征向量(5)确定主成分个数m，确定主成分个数按照累积贡献率(6)得到主成分Yi＝UX,其中最后以特征值贡献率为权数，采用线性回归法，计算各参考点的综合得分，存入多维空间谱指纹库中，形成稳健的指纹信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙位置指纹的室内定位方法，其特征在于，所述步骤2)中给出位置信息的估计的具体步骤包括：首先，计算采集点指纹与多维空间谱指纹数据库中参考点指纹的距离：假设多维空间谱指纹数据库中参考点指纹数据为m个，采集得到的指纹数据包含n个来自不同蓝牙锚节点的指纹，每个指纹数据表示为sj,j＝1…n,选取指纹数据中最大数值对应的蓝牙锚节点为目标锚节点sk，m个参考点指纹数据对应于n个蓝牙锚节点的指纹表示为 sij,i＝1…m,j＝1…n,选取接收目标蓝牙锚节点信号的参考点指纹slk,对每个参考点，则采集得到的采集点指纹数据与多维空间谱指纹数据库中的参考点指纹数据的距离 Llk＝|sk-slk|；其次，从采集点指纹数据与多维空间谱指纹数据库中的参考点指纹数据的距离选取其中最小的K个距离，由这K个参考点给出位置信息的估计假设K个参考点的位置为 (xi,yi),i＝1...K，则位置信息估计根据来估计，由此给出了位置信息的估计。
技术说明书一种基于蓝牙位置指纹的室内定位方法技术领域本技术涉及一种基于蓝牙位置指纹的室内定位方法，属于定位的技术领域。
背景技术近年来随着经济的快速发展，大中型城市的大型建筑和底下商场街道建设的越来越多。
人们生活和工作的大部分时间都集中在大楼、商场、餐厅等室内环境，高精度的室内定位技术能够有效地提高工作效率和生活质量，室内定位服务的需求量日益增长。
蓝牙作为一种短距离的无线通信技术，发展成熟，价格便宜，性价比高，并且已经成为移动设备上的标配。
在众多室内定位技术中，基于位置指纹的室内定位技术可以在低成本的前提下取得较为理想的定位精度。
因此，研究基于蓝牙位置指纹的室内定位技术势在必行。
传统的参数化室内定位方法是通过测量信号的到达时间(TOA)、信号的到达差 (TDOA)、信号的到达角度(DOA)及接收信号强度(RSSI)等方法直接应用到室内定位环境中，并针对室内定位的实际环境和定位需求做数据的预处理和定位结果的后处理。
但由于室内定位环境相对复杂，多径传播十分严重，上述参数的估计往往存在较大误差，这些误差会导致定位算法的性能往往不太理想。
非参数化室内定位方法无须估计上述参数，可有效对抗室内多径传播，在很大程度上提高了室内定位的精度。
该方法定位过程分为两个阶段：离线建库阶段和实时定位阶段。
在离线建库阶段，各参考点接收来自发送节点的信号，根据接收信号强度进行建库。
在实时定位阶段，根据接收信号强度和库中位置指纹进行匹配，给出定位结果。
因此非参数化室内定位方法的一个最大的缺点是需要指纹库的参考，如何降低指纹库获取的复杂度及提高指纹库的稳定性是亟待解决的关键问题。
技术内容针对现有技术的不足，本技术提供一种基于蓝牙位置指纹的室内定位方法。
本技术解决传统定位方法中因环境变化给室内定位带来的影响，提高定位精度。
同时用多维空间谱指纹代替传统的信号强度指纹可以大大降低建库负担，无需重复建库，减少工作量。
本技术的技术方案如下：一种基于蓝牙位置指纹的室内定位方法，包括步骤如下：1)初次离线建库：建立多维空间谱指纹库，所述多维空间谱指纹库包括定位接收信号强度RSSI、室内信道状态信息CSI、自相关函数在非0处的取值、接收到的信号经快速傅里叶变换的频域幅度和相位、功率谱密度和链路质量值LQ；所述自相关函数是指：描述一个随机过程在相隔t时间的两个不同时刻取值的相关程度；采用主成分分析法，即通过降维的思想将所述多维空间谱指纹库的定位接收信号强度RSSI、室内信道状态信息CSI、自相关函数在非0处的取值、接收到的信号经快速傅里叶变换的频域幅度和相位、功率谱密度和链路质量值LQ进行线性变换为稳健的指纹信息，形成匹配指纹库；所述匹配指纹库还包括参考点的位置信息及其方向，所述参考点即为接收信号的蓝牙锚节点；2)在线匹配阶段对采集点获取的多维空间谱指纹信息进行主成分分析，并将结果与所述匹配指纹库中稳健的指纹信息进行匹配，利用模式匹配算法计算采集点指纹信息与稳健的指纹信息相似度，从而给出位置信息的估计；3)更新多维空间谱指纹库预先设定的门限值，所述门限值是指估计位置与实际位置之间误差的允许范围；每间隔固定时间进行误差判断：即随机选取某一参考点进行上述方法进行的定位结果与实际位置的误差判断：若估计位置与实际位置的误差大于预先设定的门限值，则向多维空间谱指纹库中加入随机采集的当前时刻定位指纹信息，对所述多维空间谱指纹库进行降维处理，得到当前时刻的匹配指纹库；若估计位置与实际位置的误差小于预先设定的门限值，则沿用之前的匹配指纹库进行定位。
此处设计的优点为，无须再定位时刻进行重复建库，很大程度上降低了建库负担。
根据本技术优选的，所述稳健的指纹库的建立方法，包括步骤如下：(1)采集n个参考点样本信息：每个样本有p个指标变量，构成一个n×p的数据矩阵X＝(xij)n×p，即(2)将步骤(1)的参考点样本信息，即X＝(xij)n×p标准化，得到标准化矩阵Zij：在公式(I)中(3)计算步骤(2)所述标准化矩阵Zij的样本相关系数矩阵其中(4)解样本相关系数矩阵R的特征方程，得P个特征根λ1≥λ2≥…λp，求出特征贡献率并对每个特征根求出相应的单位特征向量(5)确定主成分个数m，确定主成分个数按照累积贡献率使指纹数据库信息利用率达到85％以上；所述主成分是对空间谱数据库中的数据通过主成分分析方法得到的贡献率大的主成分；(6)得到主成分Yi＝UX,其中最后以特征值贡献率为权数，采用线性回归法，计算各参考点的综合得分，存入多维空间谱指纹库中，形成稳健的指纹信息。
根据本技术优选的，所述步骤2)中给出位置信息的估计的具体步骤包括：首先，计算采集点指纹与多维空间谱指纹数据库中参考点指纹的距离：假设多维空间谱指纹数据库中参考点指纹数据为m个，采集得到的指纹数据包含n个来自不同蓝牙锚节点的指纹，每个指纹数据表示为sj,j＝1…n,选取指纹数据中最大数值对应的蓝牙锚节点为目标锚节点sk，m个参考点指纹数据对应于n个蓝牙锚节点的指纹表示为 sij,i＝1…m,j＝1…n,选取接收目标蓝牙锚节点信号的参考点指纹slk,对每个参考点，则采集得到的采集点指纹数据与多维空间谱指纹数据库中的参考点指纹数据的距离 Llk＝|sk-slk|；其次，从采集点指纹数据与多维空间谱指纹数据库中的参考点指纹数据的距离选取其中最小的K个距离，由这K个参考点给出位置信息的估计假设K个参考点的位置为 (xi,yi),i＝1...K，则位置信息估计根据来估计，由此给出了位置信息的估计。
本技术的优势在于：本技术涉及一种基于蓝牙位置指纹的室内定位方法，充分利用与信道信息相关的高维空间谱信息以及环境信息，并利用主成分分析等手段提取稳健的空间谱指纹，具有更加稳定的指纹意味着在指纹数据库中的指纹数据可靠性增强，匹配定位时，对抗室内多径的干扰的效果增强，提升了定位精度。
在室内多径环境下，该指纹具有更好的对抗多径干扰的效用，统计学意义上，该随机变量更加稳定。
本技术的重点还在于更新指纹库阶段，通过周期性的判断训练数据定位误差完成指纹库更新，若误差大于预先设定的门限值，则从现有多维空间谱指纹库和随机采集的现在时刻的少数定位指纹信息，利用主成分分析或者流型学习等方法，进行降维处理以得到当前时刻的指纹库；若误差小于预先设定的门限值，则沿用之前的指纹库进行定位。
这样无须再定位时刻进行重复建库，很大程度上降低了建库负担。
具体实施方式：下面结合实施例对本技术做详细的说明，但不限于此。
实施例1、一种基于蓝牙位置指纹的室内定位方法，包括步骤如下：1)初次离线建库：建立多维空间谱指纹库，所述多维空间谱指纹库包括定位接收信号强度RSSI、室内信道状态信息CSI、自相关函数在非0处的取值、接收到的信号经快速傅里叶变换的频域幅度和相位、功率谱密度和链路质量值LQ；所述自相关函数是指：描述一个随机过程在相隔t时间的两个不同时刻取值的相关程度；采用主成分分析法，即通过降维的思想将所述多维空间谱指纹库的定位接收信号强度RSSI、室内信道状态信息CSI、自相关函数在非0处的取值、接收到的信号经快速傅里叶变换的频域幅度和相位、功率谱密度和链路质量值LQ进行线性变换为稳健的指纹信息，形成匹配指纹库；所述匹配指纹库还包括参考点的位置信息及其方向，所述参考点即为接收信号的蓝牙锚节点；2)在线匹配阶段对采集点获取的多维空间谱指纹信息进行主成分分析，并将结果与所述匹配指纹库中稳健的指纹信息进行匹配，利用模式匹配算法计算采集点指纹信息与稳健的指纹信息相似度，从而给出位置信息的估计；3)更新多维空间谱指纹库预先设定的门限值，所述门限值是指估计位置与实际位置之间误差的允许范围；每间隔固定时间进行误差判断：即随机选取某一参考点进行上述方法进行的定位结果与实际位置的误差判断：若估计位置与实际位置的误差大于预先设定的门限值，则向多维空间谱指纹库中加入随机采集的当前时刻定位指纹信息，对所述多维空间谱指纹库进行降维处理，得到当前时刻的匹配指纹库；若估计位置与实际位置的误差小于预先设定的门限值，则沿用之前的匹配指纹库进行定位。