CN112135345A - 基于蓝牙信号单步抗差滤波与逼近判别的定位校正方法 - Google Patents

基于蓝牙信号单步抗差滤波与逼近判别的定位校正方法 Download PDF

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CN112135345A CN202011005103.9A CN202011005103A CN112135345A CN 112135345 A CN112135345 A CN 112135345A CN 202011005103 A CN202011005103 A CN 202011005103A CN 112135345 A CN112135345 A CN 112135345A
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Abstract

本发明涉及室内定位领域,公开了基于蓝牙信号单步抗差滤波与逼近判别的定位校正方法,包括建立蓝牙节点网;进行参数初始化配置;根据加速度计数据进行步态识别;按照单步时段划分和解析蓝牙信号数据,得到蓝牙节点单步信号强度序列;对信号强度序列进行单步信号强度序列抗差处理;将抗差后的单步信号强度值分别与信号强度识别阈值进行比较;对可观测蓝牙节点的单步信号强度值排序,对排序最大的信号强度值进行逼近判别;进行临近校正。本发明通过单步抗差滤波法对每步获得的可观测蓝牙节点的信号强度序列进行抗差处理,减小了信号强度值中的粗差影响,排除了大幅抖动,避免了频繁错误校正和轨迹调动问题,提升了行人步行定位校正的精度和可靠性。

Description

基于蓝牙信号单步抗差滤波与逼近判别的定位校正方法
技术领域
本发明涉及室内定位技术领域,具体地涉及基于蓝牙信号单步抗差滤波与逼近判别的定位校正方法。
背景技术
目前室内环境部署较多的WLAN设备,虽然不需要额外部署且其信号覆盖范围较大,但存在较强的多径效应。WiFi定位通常采用指纹定位技术,但是基于指纹法定位需要在离线阶段花费人力和时间成本采集大量训练数据来构建指纹数据库,在室内环境AP的变化或者室内布局的变化都会影响指纹数据库的质量。近几年来智能手机的大面积普及,越来越多的传感器被集成到手机中,手机可获取环境中更多的数据,进一步推动了步行者航位推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)技术的发展。2016年,王革超等人提出了加速度差分(AD-FSM)算法改进了有限状态机的方法,能在干扰状态下准确计步;2015年,Kang等人结合了陀螺仪和磁场传感器后提出了Smart PDR;但上述这些单纯依赖手机传感器数据进行定位会造成严重的累计误差问题,在2015年上海交通大学的杨帆等人使用PDR和WiFi结果的定位方式,PDR数据可以为指纹法定位缩小指纹数据库匹配范围。
蓝牙临近的PDR校正法已被广泛用于室内定位应用。智能手机接收蓝牙信号,输出蓝牙信号强度。当智能手机靠近蓝牙节点时,将蓝牙节点位置作为智能手机的当前位置,从而重新初始化PDR算法的起算位置,实现PDR轨迹校正。经典蓝牙PDR校正方法根据手机观测的蓝牙信号强度,进行蓝牙临近判别。通过分析蓝牙信号传播模型,设定蓝牙信号强度阈值,当观测蓝牙信号强度大于阈值时,即将蓝牙位置作为智能手机的已知位置,校正PDR结果偏差。由于蓝牙信标发射功率存在波动范围,且信号传播过程中容易受到行人等动态遮挡,导致手机传感器观测的蓝牙信号强度出现跳动。跳动的蓝牙观测信号强度,带来了蓝牙临近识别的不确定性,导致了PDR校正结果出现较大偏差、跳变、错误等。
而经典的阈值判别方法,在蓝牙临近判别中面临着判别阈值选取的困难问题。阈值设定过高时,缩小了校正范围,降低了用户进入校正区的可能性,存在校正点未被识别而错过校正的问题。当阈值设定过低,放大了校正范围,存在过早校正用户位置问题,出现校正误差偏大、校正时用户轨迹跳变明显、进入较大校正范围内用户轨迹停滞不动等问题。
发明内容
本发明提供基于蓝牙信号单步抗差滤波与逼近判别的定位校正方法,从而解决现有技术的上述问题。
基于蓝牙信号单步抗差滤波与逼近判别的定位校正方法,包括以下步骤:
S1)建立蓝牙节点网,所述蓝牙节点网包括若干个蓝牙节点,所述若干个蓝牙节点分别位于建筑物的不同位置处;
S2)对PDR***进行参数初始化配置,对距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0进行初始化;
S3)将每个可观测蓝牙节点的信号强度序列清空;
S4)PDR***接收所有可观测蓝牙节点的蓝牙数据,进行蓝牙数据解析,得到每个可观测蓝牙节点的设备号以及信号强度,对信号强度进行存储并累积到对应的可观测蓝牙节点的信号强度序列中,得到所有可观测蓝牙节点的信号强度序列;
S5)PDR***接收加速度计数据,并根据所述加速度计数据进行步态识别,判断用户是否行进了一步,若是,则进入步骤S6);若否,则返回步骤S4);
S6)对所有可观测蓝牙节点的信号强度序列分别进行单步信号强度序列抗差处理,得到所有可观测蓝牙节点抗差后的单步信号强度值;
S7)设定信号强度识别阈值,将所有可观测蓝牙节点抗差后的单步信号强度值分别与信号强度识别阈值进行比较,将抗差后的单步信号强度值大于信号强度识别阈值的可观测蓝牙节点作为移动终端临近范围内的可观测蓝牙节点;
S8)对所有进入移动终端临近范围内的可观测蓝牙节点的单抗差后的单步信号强度值进行排序,获得信号强度最大值S1,与所述信号强度最大值S1对应的可观测蓝牙节点的设备号为B1;
S9)进行单步信号强度逼近判别,判断所述信号强度最大值S1是否小于距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0,若否,则进入步骤S10);若是,则进入步骤S11);
S10)进行参数更新,将距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0值更新为信号强度最大值S1,返回步骤S3);
S11)进行临近校正,将与所述信号强度最大值S1对应的可观测蓝牙节点B1作为距离移动终端最近的可观测蓝牙节点、并对PDR***的输出位置进行校正,PDR***校正后的输出位置为蓝牙节点B1的位置,进入步骤S12);
S12)判断是否继续定位,若是,则返回步骤S2);若否,则结束定位。
进一步的,步骤S6)中,对所有可观测蓝牙节点的信号强度序列分别进行单步信号强度序列抗差处理,得到所有可观测蓝牙节点抗差后的单步信号强度值,包括以下步骤:
S61)获取步行者从前一步行进至当前步过程中移动终端观测到的第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列,第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列包括单步时段内若干个信号强度观测值,单步时段为步行者在行走过程中的前一步的记录时刻与当前步的记录时刻之间的间隔,将第j个可观测蓝牙节点的单步时段内第i个信号强度观测值记为时不变观测值
Figure BDA0002695597180000041
i=1、2、…、n,n为步行者从前一步行进到当前步过程中的可观测蓝牙节点单步时段内采集的信号强度个数;j=1、2、…、m,m为可观测蓝牙节点的总个数;
S62)根据第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列获得第j个可观测蓝牙节点的信号强度序列均值
Figure BDA0002695597180000042
将第j个可观测蓝牙节点的信号强度序列均值
Figure BDA0002695597180000043
作为第j个可观测蓝牙节点的抗差估计初始值;
S63)计算第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列中的第i个信号强度残差
Figure BDA0002695597180000044
以及方位角方差
Figure BDA0002695597180000045
Figure BDA0002695597180000046
Figure BDA0002695597180000047
为第j个可观测蓝牙节点的信号强度中误差;
S64)根据第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列中的第i个信号强度残差
Figure BDA0002695597180000048
设置信号强度权值
Figure BDA0002695597180000049
判断第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列中的第i个信号强度残差
Figure BDA00026955971800000410
的绝对值
Figure BDA00026955971800000411
是否小于
Figure BDA00026955971800000412
若是,则设置第j个可观测蓝牙节点的第i个信号强度观测值的信号强度权值
Figure BDA00026955971800000413
若否,则设置第j个可观测蓝牙节点的第i个信号强度观测值的信号强度权值
Figure BDA00026955971800000414
S65)根据第j个蓝牙节点的所有信号强度观测值的信号强度权值计算第j个蓝牙节点的信号强度滤波值
Figure BDA00026955971800000415
S66)判断
Figure BDA00026955971800000416
是否成立,若是,则表明滤波收敛,输出第j个可观测蓝牙节点的信号强度滤波值
Figure BDA00026955971800000417
进入步骤S57);若否,则根据第j个可观测蓝牙节点的信号强度滤波值
Figure BDA00026955971800000418
对第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列均值
Figure BDA00026955971800000419
进行更新,获得更新后的第j个可观测蓝牙节点的信号强度序列均值
Figure BDA00026955971800000420
返回步骤S63);
S67)将信号强度滤波值作为抗差后的单步信号强度值,依次输出所有可观测蓝牙节点抗差后的单步信号强度值。
在步骤S61)中,步行者前一步时刻与当前步时刻之间的时间间隔为单步时段;对行进过程中采集的每个可观测蓝牙节点的信号强度值形成的时间序列按单步时段划分,得到每个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列。
进一步的,步骤S2)中,将距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0初始化为-100dB。
进一步的,步骤S1)中,根据室内建筑物布局建立蓝牙节点网,建筑物的不同位置包括行人必经的门口、窗口、拐角和/或出入口。
进一步的,步骤S1)中,两个蓝牙节点之间的距离设置为20~30米。
进一步的,步骤S7)中,信号强度识别阈值设置为-38dB。对移动终端能接收到的蓝牙节点进行临近范围识别,把能接收到识别阈值范围内的蓝牙信号强度对应的蓝牙节点的作为临近范围内的可观测蓝牙节点。
在步骤S9)中,进行了单步信号强度逼近判别,距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0被初始化为非常小的值,首次运行后S0将被更新为步行者行走的前一步(如第r-1步)的距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的单步信号强度最大值。当步行者行走一步以后到当前步(即第r步),将判断此刻单步信号强度最大值S1是否小于第r-1步时的单步信号强度最大值S0,若是,说明前一步的单步信号强度值已达到最高,而此刻单步信号强度已开始下降,此刻移动终端的位置为最靠近发送最大信号强度值的蓝牙节点的位置,此时使用发送最大信号强度值的可观测蓝牙节点的位置作为校正后步行者当前位置;若否,则说明此刻单步信号强度仍在增加,步行者仍在靠近发送信号强度最大值的可观测蓝牙节点,并且尚未到达最近处。
在步骤S10)中,此刻距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0更新后,S0值实际已变成步行者前一步的可观测蓝牙节点单步信号强度最大值,步行者前一步的可观测蓝牙节点单步信号强度最大值将继续用于判断步行者下一步是否靠近或者到达发送信号强度最大值的可观测蓝牙节点的最近处。
本发明的有益效果是:
本发明解决了阈值判别方法存在的校正误差较大问题。由于阈值判别方法根据单一限值判断是否进行校正,信号强度限值的距离范围即为校正误差。然而本发明单步逼近法不设限值,而是根据当前信号强度值与前一步信号强度值的动态比较,进行靠近过程判断,其判别过程也是校正误差逐步缩小的过程。
本发明解决了信号强度直接判别法存在的轨迹跳动问题。现有技术中利用信号强度直接进行阈值判别,如果信号强度受动态遮挡等粗差影响将导致判别错误。蓝牙信标(即蓝牙节点)发射功率存在抖动、且信号传输中的经常遭遇行人动态遮挡等影响,信号强度值存在严重粗差,粗差使得信号强度观测值大幅跳动,若信号强度值在阈值附近频繁大幅跳动,将导致PDR结果被频繁错误校正,从而出现轨迹跳动问题。本发明采用了单步抗差滤波法,对每步获得的蓝牙节点的信号强度序列进行抗差处理后,信号强度值中的粗差影响已被削弱,排除了大幅抖动,从而避免了频繁错误校正和轨迹调动问题。
本发明提升了PDR校正精度和可靠性。本发明采用了临近校正法,通过取用户行进过程中蓝牙信号强度最大的位置从而进行临近校正,通过临近校正使得误差最小化,从而提升了校正精度。本发明利用单步抗差法处理蓝牙信号强度中的粗差,克服了信号强度判断法存在的跳动现象,提升了校正的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例一提供的基于蓝牙信号单步抗差滤波与逼近判别的定位校正方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例一,基于蓝牙信号单步抗差滤波与逼近判别的定位校正方法,如图1所示,包括以下步骤:
S1)建立蓝牙节点网,所述蓝牙节点网包括若干个蓝牙节点,所述若干个蓝牙节点分别位于建筑物的不同位置处;
S2)对PDR***进行参数初始化配置,对距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0进行初始化;
S3)将每个可观测蓝牙节点的信号强度序列清空;
S4)PDR***接收所有可观测蓝牙节点的蓝牙数据,进行蓝牙数据解析,得到每个可观测蓝牙节点的设备号以及信号强度,对信号强度进行存储并累积到对应的可观测蓝牙节点的信号强度序列中,得到所有可观测蓝牙节点的信号强度序列;
S5)PDR***接收加速度计数据,并根据所述加速度计数据进行步态识别,判断用户是否行进了一步,若是,则进入步骤S6);若否,则返回步骤S4);
S6)对所有可观测蓝牙节点的信号强度序列分别进行单步信号强度序列抗差处理,得到所有可观测蓝牙节点抗差后的单步信号强度值;
S7)设定信号强度识别阈值,将所有可观测蓝牙节点抗差后的单步信号强度值分别与信号强度识别阈值进行比较,将抗差后的单步信号强度值大于信号强度识别阈值的可观测蓝牙节点作为移动终端临近范围内的可观测蓝牙节点;
S8)对所有进入移动终端临近范围内的可观测蓝牙节点的单抗差后的单步信号强度值进行排序,获得信号强度最大值S1,与所述信号强度最大值S1对应的可观测蓝牙节点的设备号为B1;
S9)进行单步信号强度逼近判别,判断所述信号强度最大值S1是否小于距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0,若否,则进入步骤S10);若是,则进入步骤S11);
S10)进行参数更新,将距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0值更新为信号强度最大值S1,返回步骤S3);
S11)进行临近校正,将与所述信号强度最大值S1对应的可观测蓝牙节点B1作为距离移动终端最近的可观测蓝牙节点、并对PDR***的输出位置进行校正,PDR***校正后的输出位置为蓝牙节点B1的位置,进入步骤S12);
S12)判断是否继续定位,若是,则返回步骤S2);若否,则结束定位。
步骤S6)中,对所有可观测蓝牙节点的信号强度序列分别进行单步信号强度序列抗差处理,得到所有可观测蓝牙节点抗差后的单步信号强度值,包括以下步骤:
S61)获取步行者从前一步行进至当前步过程中移动终端观测到的第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列,第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列包括单步时段内若干个信号强度观测值,单步时段为步行者在行走过程中的前一步的记录时刻与当前步的记录时刻之间的间隔,将第j个可观测蓝牙节点的单步时段内第i个信号强度观测值记为时不变观测值
Figure BDA0002695597180000091
i=1、2、…、n,n为步行者从前一步行进到当前步过程中的可观测蓝牙节点单步时段内采集的信号强度个数;j=1、2、…、m,m为可观测蓝牙节点的总个数。
步行者在行走过程中的前一步的记录时刻与当前步的记录时刻之间的间隔为单步时段;对行进过程中采集的每个可观测蓝牙节点的信号强度值形成的时间序列按单步时段划分,得到每个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列。
S62)根据第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列获得第j个可观测蓝牙节点的信号强度序列均值
Figure BDA0002695597180000092
将第j个可观测蓝牙节点的信号强度序列均值
Figure BDA0002695597180000093
作为第j个可观测蓝牙节点的抗差估计初始值;
S63)计算第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列中的第i个信号强度残差
Figure BDA0002695597180000094
以及方位角方差
Figure BDA0002695597180000095
Figure BDA0002695597180000096
Figure BDA0002695597180000097
Figure BDA0002695597180000098
为第j个可观测蓝牙节点的信号强度中误差;
S64)根据第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列中的第i个信号强度残差
Figure BDA0002695597180000099
设置信号强度权值
Figure BDA00026955971800000910
判断第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列中的第i个信号强度残差
Figure BDA00026955971800000911
的绝对值
Figure BDA00026955971800000912
是否小于
Figure BDA00026955971800000913
若是,则设置第j个可观测蓝牙节点的第i个信号强度观测值的信号强度权值
Figure BDA00026955971800000914
若否,则设置第j个可观测蓝牙节点的第i个信号强度观测值的信号强度权值
Figure BDA00026955971800000915
S65)根据第j个蓝牙节点的所有信号强度观测值的信号强度权值计算第j个蓝牙节点的信号强度滤波值
Figure BDA00026955971800000916
S66)判断
Figure BDA00026955971800000917
是否成立,若是,则表明滤波收敛,输出第j个可观测蓝牙节点的信号强度滤波值
Figure BDA00026955971800000918
进入步骤S57);若否,则根据第j个可观测蓝牙节点的信号强度滤波值
Figure BDA0002695597180000101
对第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列均值
Figure BDA0002695597180000102
进行更新,获得更新后的第j个可观测蓝牙节点的信号强度序列均值
Figure BDA0002695597180000103
返回步骤S63);
S67)将信号强度滤波值作为抗差后的单步信号强度值,依次输出所有可观测蓝牙节点抗差后的单步信号强度值。
步骤S2)中,将距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0初始化为-100dB。
步骤S1)中,根据室内建筑物布局建立蓝牙节点网,建筑物的不同位置包括行人必经的门口、窗口、拐角和/或出入口。
步骤S1)中,两个蓝牙节点之间的距离设置为20~30米。
步骤S7)中,信号强度识别阈值设置为-38dB。对移动终端能接收到的蓝牙节点进行临近范围识别,把能接收到识别阈值范围内的蓝牙信号强度对应的蓝牙节点的作为临近范围内的可观测蓝牙节点。
步骤S9)中,进行了单步信号强度逼近判别,距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0被初始化为非常小的值,首次运行后S0将被更新为步行者行走的前一步(如第r-1步)的距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的单步信号强度最大值。当步行者行走一步以后到当前步(即第r步),将判断此刻单步信号强度最大值S1是否小于第r-1步时的单步信号强度最大值S0,若是,说明前一步的单步信号强度值已达到最高,而此刻单步信号强度已开始下降,此刻移动终端的位置为最靠近发送最大信号强度值的蓝牙节点的位置,此时使用发送最大信号强度值的可观测蓝牙节点的位置作为校正后步行者当前位置;若否,则说明此刻单步信号强度仍在增加,步行者仍在靠近发送信号强度最大值的可观测蓝牙节点,并且尚未到达最近处。
步骤S10)中,此刻距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0更新后,S0值实际已变成步行者前一步的可观测蓝牙节点单步信号强度最大值,步行者前一步的可观测蓝牙节点单步信号强度最大值将继续用于判断步行者下一步是否靠近或者到达发送信号强度最大值的可观测蓝牙节点的最近处。
通过采用本发明公开的上述技术方案,得到了如下有益的效果:
本发明解决了阈值判别方法存在的校正误差较大问题。由于阈值判别方法根据单一限值判断是否进行校正,信号强度限值的距离范围即为校正误差。然而本发明单步逼近法不设限值,而是根据当前信号强度值与前一步信号强度值的动态比较,进行靠近过程判断,其判别过程也是校正误差逐步缩小的过程。
本发明解决了信号强度直接判别法存在的轨迹跳动问题。现有技术中利用信号强度直接进行阈值判别,如果信号强度受动态遮挡等粗差影响将导致判别错误。蓝牙信标(即蓝牙节点)发射功率存在抖动、且信号传输中的经常遭遇行人动态遮挡等影响,信号强度值存在严重粗差,粗差使得信号强度观测值大幅跳动,若信号强度值在阈值附近频繁大幅跳动,将导致PDR结果被频繁错误校正,从而出现轨迹跳动问题。本发明采用了单步抗差滤波法,对每步获得的蓝牙节点的信号强度序列进行抗差处理后,信号强度值中的粗差影响已被削弱,排除了大幅抖动,从而避免了频繁错误校正和轨迹调动问题。
本发明提升了PDR校正精度和可靠性。本发明采用了临近校正法,通过取用户行进过程中蓝牙信号强度最大的位置从而进行临近校正,通过临近校正使得误差最小化,从而提升了校正精度。本发明利用单步抗差法处理蓝牙信号强度中的粗差,克服了信号强度判断法存在的跳动现象,提升了校正的可靠性。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (6)

1.基于蓝牙信号单步抗差滤波与逼近判别的定位校正方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1)建立蓝牙节点网,所述蓝牙节点网包括若干个蓝牙节点,所述若干个蓝牙节点分别位于建筑物的不同位置处;
S2)对PDR***进行参数初始化配置,对距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0进行初始化;
S3)将每个可观测蓝牙节点的信号强度序列清空;
S4)PDR***接收所有可观测蓝牙节点的蓝牙数据,进行蓝牙数据解析,得到每个可观测蓝牙节点的设备号以及信号强度,对信号强度进行存储并累积到对应的可观测蓝牙节点的信号强度序列中,得到所有可观测蓝牙节点的信号强度序列;
S5)PDR***接收加速度计数据,并根据所述加速度计数据进行步态识别,判断用户是否行进了一步,若是,则进入步骤S6);若否,则返回步骤S4);
S6)对所有可观测蓝牙节点的信号强度序列分别进行单步信号强度序列抗差处理,得到所有可观测蓝牙节点抗差后的单步信号强度值;
S7)设定信号强度识别阈值,将所有可观测蓝牙节点抗差后的单步信号强度值分别与信号强度识别阈值进行比较,将抗差后的单步信号强度值大于信号强度识别阈值的可观测蓝牙节点作为移动终端临近范围内的可观测蓝牙节点;
S8)对所有进入移动终端临近范围内的可观测蓝牙节点的单抗差后的单步信号强度值进行排序,获得信号强度最大值S1,与所述信号强度最大值S1对应的可观测蓝牙节点的设备号为B1;
S9)进行单步信号强度逼近判别,判断所述信号强度最大值S1是否小于距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0,若否,则进入步骤S10);若是,则进入步骤S11);
S10)进行参数更新,将距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0值更新为信号强度最大值S1,返回步骤S3);
S11)进行临近校正,将与所述信号强度最大值S1对应的可观测蓝牙节点B1作为距离移动终端最近的可观测蓝牙节点、并对PDR***的输出位置进行校正,PDR***校正后的输出位置为蓝牙节点B1的位置,进入步骤S12);
S12)判断是否继续定位,若是,则返回步骤S2);若否,则结束定位。
2.根据权利要求1所述的基于蓝牙信号单步抗差滤波与逼近判别的定位校正方法,其特征在于,步骤S6)中,对所有可观测蓝牙节点的信号强度序列分别进行单步信号强度序列抗差处理,得到所有可观测蓝牙节点抗差后的单步信号强度值,包括以下步骤:
S61)获取步行者从前一步行进至当前步过程中移动终端观测到的第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列,所述第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列包括单步时段内若干个信号强度观测值,所述单步时段为步行者在行走过程中的前一步的记录时刻与当前步的记录时刻之间的间隔,将第j个可观测蓝牙节点的单步时段内第i个信号强度观测值记为时不变观测值
Figure FDA0002695597170000021
n为步行者从前一步行进到当前步过程中的可观测蓝牙节点单步时段内采集的信号强度个数;j=1、2、…、m,m为可观测蓝牙节点的总个数;
S62)根据第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列获得第j个可观测蓝牙节点的信号强度序列均值
Figure FDA0002695597170000022
将第j个可观测蓝牙节点的信号强度序列均值
Figure FDA0002695597170000023
作为第j个可观测蓝牙节点的抗差估计初始值;
S63)计算第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列中的第i个信号强度残差
Figure FDA0002695597170000024
以及方位角方差
Figure FDA0002695597170000025
Figure FDA0002695597170000026
Figure FDA0002695597170000027
为第j个可观测蓝牙节点的信号强度中误差;
S64)根据第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列中的第i个信号强度残差
Figure FDA0002695597170000031
设置信号强度权值
Figure FDA0002695597170000032
判断第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列中的第i个信号强度残差
Figure FDA0002695597170000033
的绝对值
Figure FDA0002695597170000034
是否小于
Figure FDA0002695597170000035
若是,则设置第j个可观测蓝牙节点的第i个信号强度观测值的信号强度权值
Figure FDA0002695597170000036
若否,则设置第j个可观测蓝牙节点的第i个信号强度观测值的信号强度权值
Figure FDA0002695597170000037
S65)根据第j个蓝牙节点的所有信号强度观测值的信号强度权值计算第j个蓝牙节点的信号强度滤波值
Figure FDA0002695597170000038
S66)判断
Figure FDA0002695597170000039
是否成立,若是,则表明滤波收敛,输出第j个可观测蓝牙节点的信号强度滤波值
Figure FDA00026955971700000310
进入步骤S57);若否,则根据第j个可观测蓝牙节点的信号强度滤波值
Figure FDA00026955971700000311
对第j个可观测蓝牙节点的单步信号强度序列均值
Figure FDA00026955971700000312
进行更新,获得更新后的第j个可观测蓝牙节点的信号强度序列均值
Figure FDA00026955971700000313
返回步骤S63);
S67)将信号强度滤波值作为抗差后的单步信号强度值,依次输出所有可观测蓝牙节点抗差后的单步信号强度值。
3.根据权利要求1所述的基于蓝牙信号单步抗差滤波与逼近判别的定位校正方法,其特征在于,步骤S2)中,将距离移动终端最近的可观测蓝牙节点的信号强度S0初始化为-100dB。
4.根据权利要求1或2所述的基于蓝牙信号单步抗差滤波与逼近判别的定位校正方法,其特征在于,步骤S1)中,根据室内建筑物布局建立蓝牙节点网,建筑物的不同位置包括行人必经的门口、窗口、拐角和/或出入口。
5.根据权利要求1所述的基于蓝牙信号单步抗差滤波与逼近判别的定位校正方法,其特征在于,步骤S1)中,两个蓝牙节点之间的距离设置为20~30米。
6.根据权利要求1或2所述的基于蓝牙信号单步抗差滤波与逼近判别的定位方法,其特征在于,步骤S6)中,信号强度识别阈值设置为-38dB。
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