CN113242514A - 蓝牙定位方法及装置 - Google Patents

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CN113242514A CN202110294422.4A CN202110294422A CN113242514A CN 113242514 A CN113242514 A CN 113242514A CN 202110294422 A CN202110294422 A CN 202110294422A CN 113242514 A CN113242514 A CN 113242514A
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王军
涂文清
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Abstract

本发明涉及一种蓝牙定位方法及装置，在获取到预设时间段内接收到的感应数据后，确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备，作为选定蓝牙beacon设备，并根据选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点。基于此，通过在各蓝牙beacon设备中通过感应信号强度筛选出蓝牙beacon设备，保证选定蓝牙beacon设备的信号稳定，通过信号稳定的蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点，保证蓝牙定位的准确性。

Description

蓝牙定位方法及装置
技术领域
本发明涉及蓝牙技术领域，特别是涉及一种蓝牙定位方法及装置。
背景技术
定位是指通过声光以及无线电等方式对目标当前位置信息进行获取的一种技术手段。常见的定位技术有超声波定位技术、激光定位技术、GNSS(Global NavigationSatellite System全球导航卫星系统)定位技术、WIFI定位技术、蓝牙定位技术、UWB(UltraWide Band超宽带)定位技术等。其中，相对于WIFI定位技术或UWB定位技术等，蓝牙定位技术无需昂贵的基站建设等费用，以成本优势和效果优势在室内定位领域得到广泛的应用。
传统的蓝牙室内定位技术，主要是根据项目要求预先在各个位置点部署蓝牙beacon设备，并通过唯一标示进行标注区分每个蓝牙beacon设备。然后，在服务器上存储每个位置点唯一标示和对应部署的蓝牙beacon设备的唯一标示的映射关系。通过用户终端感应到各蓝牙beacon设备的唯一标示和感应信号强度来确定用户终端的位置，实现室内定位。然而，由于蓝牙信号的广播存在不稳定性，传统的蓝牙室内定位计算方式容易受到影响，进而影响定位的准确度。
发明内容
基于此，有必要针对蓝牙信号的广播存在不稳定性，传统的蓝牙室内定位计算方式容易受到影响，进而影响定位的准确度这一缺陷，提供一种蓝牙定位方法及装置。
一种蓝牙定位方法，包括步骤：
获取预设时间段内接收到的感应数据；感应数据包括感应到的蓝牙beacon设备的唯一标示，各蓝牙beacon设备的感应信号强度；
确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备，作为选定蓝牙beacon设备；
根据选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点。
上述的蓝牙定位方法，在获取到预设时间段内接收到的感应数据后，确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备，作为选定蓝牙beacon设备，并根据选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点。基于此，通过在各蓝牙beacon设备中通过感应信号强度筛选出蓝牙beacon设备，保证选定蓝牙beacon设备的信号稳定，通过信号稳定的蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点，保证蓝牙定位的准确性。
在其中一个实施例中，在确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备的过程之前，还包括步骤：
获取感应数据的近场数据，得到原始近场数据；
根据原始近场数据的第一数学变换结果，获得远场数据；
根据远场数据的第二数学变换结果，获得更新近场数据；其中，第二数学变换为第一数学变换的逆变换；
根据更新近场数据，还原并更新感应数据。
在其中一个实施例中，获取感应数据的近场数据过程，包括步骤：
将感应数据代入预先训练的近场数据模型，获得近场数据；其中，近场数据模型包括感应数据与近场数据的映射关系；
根据更新近场数据，还原并更新感应数据的过程，包括步骤：
将更新近场数据代入根据近场数据模型，还原并更新感应数据。
在其中一个实施例中，第一数学变换为快速傅里叶变换，第二数据变换为快速傅里叶逆变换。
在其中一个实施例中，确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备的过程，包括步骤：
调整设定强度阈值，以使感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备为感应信号强度最大的蓝牙beacon设备。
在其中一个实施例中，预设时间段为0.8s到1.2s。
在其中一个实施例中，预设时间段为1s。
一种蓝牙定位装置，包括：
数据获取模块，用于获取预设时间段内接收到的感应数据；感应数据包括感应到的蓝牙beacon设备的唯一标示，各蓝牙beacon设备的感应信号强度；
强度比较模块，用于确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备，作为选定蓝牙beacon设备；
位置确定模块，用于根据选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点。
上述的蓝牙定位装置，在获取到预设时间段内接收到的感应数据后，确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备，作为选定蓝牙beacon设备，并根据选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点。基于此，通过在各蓝牙beacon设备中通过感应信号强度筛选出蓝牙beacon设备，保证选定蓝牙beacon设备的信号稳定，通过信号稳定的蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点，保证蓝牙定位的准确性。
一种计算机存储介质，其上存储有计算机指令，计算机指令被处理器执行时实现上述任一实施例的蓝牙定位方法。
上述的计算机存储介质，在获取到预设时间段内接收到的感应数据后，确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备，作为选定蓝牙beacon设备，并根据选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点。基于此，通过在各蓝牙beacon设备中通过感应信号强度筛选出蓝牙beacon设备，保证选定蓝牙beacon设备的信号稳定，通过信号稳定的蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点，保证蓝牙定位的准确性。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述任一实施例的蓝牙定位方法。
上述的计算机设备，在获取到预设时间段内接收到的感应数据后，确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备，作为选定蓝牙beacon设备，并根据选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点。基于此，通过在各蓝牙beacon设备中通过感应信号强度筛选出蓝牙beacon设备，保证选定蓝牙beacon设备的信号稳定，通过信号稳定的蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点，保证蓝牙定位的准确性。
附图说明
图1为基于蓝牙beacon设备的定位示意图；
图2为一实施方式的蓝牙定位方法流程图；
图3为另一实施方式的蓝牙定位方法流程图；
图4为又一实施方式的蓝牙定位方法流程图；
图5为再一实施方式的蓝牙定位方法流程图；
图6为一实施方式的蓝牙定位装置模块结构图；
图7为一实施方式的计算机内部构造示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为基于蓝牙beacon设备的定位示意图，如图1所示，室内安装了多个Beacon信号发射基站时，各基站会创建一个信号广播区域。用户携带着移动设备进入信号广播区域的时候，移动设备会接收到各基站的感应信号，得到感应数据。在基站的信号广播出现不稳定时，移动设备的定位精度容易受到影响。基于此，本发明实施例提供了一种蓝牙定位方法。
图2为一实施方式的蓝牙定位方法流程图，如图2所示，一实施方式的蓝牙定位方法包括步骤S100至步骤S102：
S100，获取预设时间段内接收到的感应数据；感应数据包括感应到的蓝牙beacon设备的唯一标示，各蓝牙beacon设备的感应信号强度；
S101，确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备，作为选定蓝牙beacon设备；
S102，根据选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点。
其中，一实施方式的蓝牙定位方法的实施主体包括任何能够直接接收或间接接收蓝牙beacon广播数据包的终端、设备或服务器。作为一个较优的实施方式，实施主体包括如智能手机、智能平板等在内的个人移动终端。
位置点唯一标示可以存储在实施主体，或者存储在第三方存储介质中。实施主体可通过与第三方存储介质的数据交互，获取第三方存储介质存储的位置点唯一标示。其中，位置点唯一标示的存储主体还存储有蓝牙beacon设备的唯一标示和蓝牙beacon设备所在位置点的位置点唯一标示的对应关系，根据对应关系确定对应的位置点唯一标示。需要注意的是，位置点指的是蓝牙beacon设备的安装地点，位置点唯一标示指的是采用标示代表该位置点，每个位置点的标示均不一样，故位置点的标示是唯一的。
步骤S101中设定强度阈值的设定，可根据不同应用环境下的蓝牙beacon设备确定，以对感应到的多个蓝牙beacon设备进行筛选。例如，在默认的正常环境下，根据历史经验数据确定可感应到5个蓝牙beacon设备。而通过设定强度阈值的确定，使得选定蓝牙beacon设备仅为5个蓝牙beacon设备中的一部分，包括2个或1个等。需要注意的是，设定强度阈值包括固定阈值或动态阈值。动态阈值的调整根据蓝牙beacon设备的不同进行适应性调整，基于此，在其中一个实施例中，图3为另一实施方式的蓝牙定位方法流程图，如图3所示，步骤S101中确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备的过程，包括步骤S200：
S200，调整设定强度阈值，以使感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备为感应信号强度最大的蓝牙beacon设备。
在其中一个实施例中，通过迭代计算的方式调整设定强度阈值，将设定强度阈值与各蓝牙beacon设备的感应信号强度进行比较，迭代更新设定强度阈值，直至设定强度阈值仅小于选定蓝牙beacon设备的感应信号强度。
在其中一个实施例中，设定强度阈值由感应到的蓝牙beacon设备的感应信号强度确定。设定强度阈值为仅小于选定蓝牙beacon设备的感应信号强度的蓝牙beacon设备的感应信号强度。基于此，可通过各蓝牙beacon设备的感应信号强度的比较，即可确定选定蓝牙beacon设备。
在其中一个实施例中，图4为又一实施方式的蓝牙定位方法流程图，如图4所示，在步骤S101中确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备的过程之前，还包括步骤S300至步骤S303：
S300，获取感应数据的近场数据，得到原始近场数据；
S301，根据原始近场数据的第一数学变换结果，获得远场数据；
S302，根据远场数据的第二数学变换结果，获得更新近场数据；其中，第二数学变换为第一数学变换的逆变换；
S303，根据更新近场数据，还原并更新感应数据。
其中，感应数据中的感应信号为蓝牙广播的输出结果，原始近场数据用于表征蓝牙beacon设备的信号广播电磁波近场分布情况。通过第一数学变换，确定远场分布情况，执行一次近远场变换和一次远近场变换，获得更新近场数据，更新近场数据反演出新的感应数据来替换原始的感应数据。
在其中一个实施例中，第一数学变换和第二数学变换可采用傅里叶变换。作为一个较优的实施方式，第一数学变换为快速傅里叶变换，第二数据变换为快速傅里叶逆变换。
在其中一个实施例中，图5为再一实施方式的蓝牙定位方法流程图，如图5所示，步骤S300中获取感应数据的近场数据过程，包括步骤S400：
S400，将感应数据代入预先训练的近场数据模型，获得近场数据；其中，近场数据模型包括感应数据与近场数据的映射关系；
在预设时间段小于一定时间段时，获取到的感应数据的采样点无法确定完整的近场数据。基于此，通过感应数据与近场数据的映射关系，由预先训练的近场数据模型确定近场数据。在其中一个实施例中，映射关系包括感应数据中感应信号强度与近场数据的映射关系，根据感应信号强度，获得基于先验确定的近场数据。
同理，在其中一个实施例中，如图5所示，步骤S303中根据更新近场数据，还原并更新感应数据的过程，包括步骤S401：
S401，将更新近场数据代入根据近场数据模型，还原并更新感应数据。
通过映射关系的反演，还原并更新感应数据。
在其中一个实施例中，预设时间段为0.8s到1.2s。作为一个较优的实施方式，预设时间段为1s。基于此，确定1s内的定位点。
其中，步骤S102中根据选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点的过程，在选定蓝牙beacon设备为唯一时，将唯一标示对应的位置点唯一标示作为预设时间段内的定位点。在选定蓝牙beacon设备的数量大于等于2时，如图3所示，步骤S102中根据选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点的过程，包括步骤S201和步骤S202：
S201，确定各位置点唯一标示的定位权重；
S202，将定位权重最大的位置点唯一标示确定为预设时间段内的定位点。
其中，根据感应数据，确定在预设时间段内接收到的总的感应数据条数，进一步地计算在预设时间段内，每个位置点唯一标示下的平均感应强度和每个位置点唯一标示下的总的数据条数。最后，根据在预设时间段内接收到的总的数据条数、矫正参数、在预设时间段内，每个位置点唯一标示下的平均感应强度和每个位置点唯一标示下的总的感应数据条数计算每个位置点唯一标示的定位权重。
在其中一个实施例中，矫正参数的获取过程，包括以下步骤S1至S3：
S1，获取在先验时间段内接收到的先验数据；其中，先验数据包括多个感应信号强度；
S2，将各个感应信号强度按照感应信号强度的大小进行分组统计，统计出每种感应信号强度的数量；
S3，将数量最多的感应信号强度作为矫正参数。
在其中一个实施例中，先验时间段大于或等于1d。
在其中一个实施例中，各位置点唯一标示的定位权重科通过以下公式计算得到：
y＝N/|RSSI_AVG|+NUM/total_num
其中，N为矫正参数；RSSI_AVG为位置点唯一标示下的平均感应强度；NUM为在预设时间段内，各位置点唯一标示下的总的数据条数；total_num为用户终端在预设时间段内接收到的总的感应数据条数。
作为一个较优的实施方式，矫正参数的初始默认值为85。
上述任一实施例的蓝牙定位方法，在获取到预设时间段内接收到的感应数据后，确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备，作为选定蓝牙beacon设备，并根据选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点。基于此，通过在各蓝牙beacon设备中通过感应信号强度筛选出蓝牙beacon设备，保证选定蓝牙beacon设备的信号稳定，通过信号稳定的蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点，保证蓝牙定位的准确性。
本发明实施例还提供了一种蓝牙定位装置。
图6为一实施方式的蓝牙定位装置模块结构图，如图6所示，一实施方式的蓝牙定位装置包括模块100、模块101和模块102：
数据获取模块100，用于获取预设时间段内接收到的感应数据；感应数据包括感应到的蓝牙beacon设备的唯一标示，各蓝牙beacon设备的感应信号强度；
强度比较模块101，用于确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备，作为选定蓝牙beacon设备；
位置确定模块102，用于根据选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点。
上述的蓝牙定位装置，在获取到预设时间段内接收到的感应数据后，确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备，作为选定蓝牙beacon设备，并根据选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点。基于此，通过在各蓝牙beacon设备中通过感应信号强度筛选出蓝牙beacon设备，保证选定蓝牙beacon设备的信号稳定，通过信号稳定的蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点，保证蓝牙定位的准确性。
本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现上述任一实施例的蓝牙定位方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、终端、或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、RAM、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
与上述的计算机存储介质对应的是，在一个实施例中还提供一种计算机设备，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行程序时实现如上述各实施例中的任意一种蓝牙定位方法。
该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种蓝牙定位方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
上述计算机设备，在获取到预设时间段内接收到的感应数据后，确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备，作为选定蓝牙beacon设备，并根据选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点。基于此，通过在各蓝牙beacon设备中通过感应信号强度筛选出蓝牙beacon设备，保证选定蓝牙beacon设备的信号稳定，通过信号稳定的蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定预设时间段内的定位点，保证蓝牙定位的准确性。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种蓝牙定位方法，其特征在于，包括步骤：
获取预设时间段内接收到的感应数据；所述感应数据包括感应到的蓝牙beacon设备的唯一标示，各所述蓝牙beacon设备的感应信号强度；
确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备，作为选定蓝牙beacon设备；
根据所述选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定所述预设时间段内的定位点。
2.根据权利要求1所述的蓝牙定位方法，其特征在于，在确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备的过程之前，还包括步骤：
获取感应数据的近场数据，得到原始近场数据；
根据所述原始近场数据的第一数学变换结果，获得远场数据；
根据所述远场数据的第二数学变换结果，获得更新近场数据；其中，所述第二数学变换为所述第一数学变换的逆变换；
根据所述更新近场数据，还原并更新所述感应数据。
3.根据权利要求2所述的蓝牙定位方法，其特征在于，所述获取感应数据的近场数据过程，包括步骤：
将所述感应数据代入预先训练的近场数据模型，获得所述近场数据；其中，所述近场数据模型包括感应数据与近场数据的映射关系；
所述根据所述更新近场数据，还原并更新所述感应数据的过程，包括步骤：
将所述更新近场数据代入根据所述近场数据模型，还原并更新所述感应数据。
4.根据权利要求2所述的蓝牙定位方法，其特征在于，所述第一数学变换为快速傅里叶变换，所述第二数据变换为快速傅里叶逆变换。
5.根据权利要求1所述的蓝牙定位方法，其特征在于，所述确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备的过程，包括步骤：
调整所述设定强度阈值，以使感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备为感应信号强度最大的蓝牙beacon设备。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的蓝牙定位方法，其特征在于，所述预设时间段为0.8s到1.2s。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的蓝牙定位方法，其特征在于，所述预设时间段为1s。
8.一种蓝牙定位装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取预设时间段内接收到的感应数据；所述感应数据包括感应到的蓝牙beacon设备的唯一标示，各所述蓝牙beacon设备的感应信号强度；
强度比较模块，用于确定感应信号强度大于设定强度阈值的蓝牙beacon设备，作为选定蓝牙beacon设备；
位置确定模块，用于根据所述选定蓝牙beacon设备的唯一标示对应的位置点唯一标示，确定所述预设时间段内的定位点。
9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述的蓝牙定位方法。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的蓝牙定位方法。
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