藍(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀-文庫(kù)吧
2025-06-03 00:49 本頁(yè)面
【正文】 法只能達(dá)到“房間級(jí)”的定位精度，不能夠滿足要求。藍(lán)牙定位研究中開(kāi)始探索利用藍(lán)牙信號(hào)強(qiáng)度 RSSI 來(lái)提高定位精度，根據(jù)信號(hào)傳播的空間關(guān)系來(lái)確定設(shè)備的坐標(biāo)位置。 基于信號(hào)強(qiáng)度的定位方法藍(lán)牙技術(shù)中提供了基于連接的 RSSI 和基于查詢的 RSSI 兩個(gè)可供定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)的參數(shù)。在早期的藍(lán)牙規(guī)范中只提供基于連接的 RSSI，這就意味著定位接入點(diǎn)設(shè)備和用戶藍(lán)牙設(shè)備必須在定位階段一直建立連接。應(yīng)用基于連接的 RSSI 時(shí)遇到了一個(gè)GRPR 問(wèn)題，即在信號(hào)強(qiáng)度的定義中存在一個(gè)黃金分割區(qū)，處于這個(gè)分割區(qū)的 RSSI值總為 0，表示在合適的信號(hào)接收范圍，對(duì)于要將實(shí)時(shí) RSSI 值與距離映射成對(duì)應(yīng)關(guān)系的定位方法，GRPR 問(wèn)題是一個(gè)限制點(diǎn)。在以后的藍(lán)牙規(guī)范當(dāng)中，提供了基于查詢的 RSSI，該方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要建立連接，只需基本的查詢過(guò)程就可以獲取目標(biāo)藍(lán)牙設(shè)備的信號(hào)強(qiáng)度值。Kotanen. A 等人[30]引入了基于信號(hào)傳播模型的方法，通過(guò)讀取連接 RSSI 值來(lái)構(gòu)建信號(hào)強(qiáng)度與距離的映射關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了 的定位精度，實(shí)驗(yàn)中也使用了擴(kuò)展的卡漫濾波來(lái)實(shí)現(xiàn) 3D 位置的估計(jì)。但是基于連接的 RSSI 值存在 GRPR 的問(wèn)題，使得定位參數(shù)并不可靠，小范圍取得 的定位精度并不是一個(gè)理想的結(jié)果。文獻(xiàn)[31]中也實(shí)現(xiàn)一種基于藍(lán)牙信號(hào)強(qiáng)度的定位系統(tǒng)，利用藍(lán)牙發(fā)送者和接收者之間距離與 RSSI 值的相關(guān)性，采用三角定位來(lái)估計(jì)位置，在 PDA 上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)提出了三角定位的公式(LSE)，在地圖上采集標(biāo)定數(shù)據(jù)，最后用三角定位方法求出位置，定位誤差為 。系統(tǒng)同樣遇到了 GRPR 的問(wèn)題，采用了多項(xiàng)式近似轉(zhuǎn)換的方法。Bandara U 等人[32]提出藍(lán)牙定位系統(tǒng)中使用 RSSI 的三個(gè)問(wèn)題：一是室內(nèi)環(huán)境下信號(hào)強(qiáng)度受到多徑衰退，干撓等影響；二是信號(hào)強(qiáng)度定義中的 GRPR 問(wèn)題；三是藍(lán)牙的連接建立時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。提出了一種多天線的接入 AP 的方法，每個(gè)天線都連到 AP上，定位服務(wù)器分別記錄各個(gè)天線上的 RSSI 值。使用一種可變衰減器來(lái)解決建立RSSI 映射的問(wèn)題，使用采集標(biāo)定數(shù)據(jù)的方法來(lái)解決干撓和多徑衰退的問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)獲得了 92% 2m 的定位精度。該方法采用的仍然是基于連接的 RSSI，不過(guò)提供了新的藍(lán)牙定位思路。Sheng Zhou 等人[33]提出用一個(gè)簡(jiǎn)單的 cell 和信號(hào)傳輸模型來(lái)測(cè)量具體的 RSSI值與距離的關(guān)系，系統(tǒng)表明距離誤差為 。該文獻(xiàn)中同樣遇到了 GRPR 的問(wèn)題，只是單純的利用信號(hào)傳播模型來(lái)測(cè)量距離與 RSSI 的關(guān)系。文獻(xiàn)[34]中提出了利用貝葉斯濾波進(jìn)行藍(lán)牙定位和用戶軌跡估計(jì)的方法，該方法同樣基于信號(hào)強(qiáng)度RSSI與距離的相關(guān)性，利用一個(gè)簡(jiǎn)單的信號(hào)傳播模型來(lái)計(jì)算距離，再用貝葉斯濾波來(lái)估計(jì)靜態(tài)用戶和移動(dòng)用戶的位置。文獻(xiàn)[35, 36]中采用了基于指紋標(biāo)定 Fingerprinting 的定位方法。其中[35]中結(jié)合了藍(lán)牙和 WiFi 兩種無(wú)線信號(hào)，分別在實(shí)驗(yàn)地圖上采集標(biāo)定數(shù)據(jù)，不僅直接利用信號(hào)強(qiáng)度 RSSI 來(lái)進(jìn)行定位，同時(shí)文中提出了利用信號(hào)差值來(lái)解決設(shè)備無(wú)關(guān)性的問(wèn)題，消除硬件設(shè)備 RSSI 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明結(jié)合藍(lán)牙和 WiFi 這兩種無(wú)線信號(hào)能取得更高的定位精度。文獻(xiàn)[36]同樣利用 Fingerprinting 定位方法，在辦公室環(huán)境下采集了藍(lán)牙 RSSI 標(biāo)定數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠取得平均 米的定位精度。系統(tǒng)同時(shí)比較了不同藍(lán)牙錨節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)、采集訓(xùn)練樣本和定位樣本個(gè)數(shù)對(duì)定位精度的影響。從以上基于信號(hào)強(qiáng)度的藍(lán)牙定位研究工作來(lái)看，基于信號(hào)傳播模型的方法應(yīng)用廣泛。一般認(rèn)為，距離和信號(hào)強(qiáng)度 RSSI 之間存在一種基于 LOG 形式的線性關(guān)系。根據(jù)信號(hào)的衰減特性，結(jié)合其他因素的影響提出了多種信號(hào)傳播模型，如弗里斯公式模型，加入隔墻因子 WAF，加入地面反射因子 FAF，以及根據(jù)實(shí)際采集數(shù)據(jù)集訓(xùn)練出傳播模型等。這些信號(hào)傳播模型的方法在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中仍然不可取，很難找到一個(gè)準(zhǔn)確的模型來(lái)計(jì)算 RSSI 與距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 其他定位方法其他基于藍(lán)牙技術(shù)的定位方法主要是利用鏈路質(zhì)量 LQ、藍(lán)牙的功率伸縮、信號(hào)到達(dá)時(shí)間差以及查詢反饋速率等方法。 文獻(xiàn)[37, 38]都采用了基于鏈路質(zhì)量 LQ 的定位方法，其中[37]主要利用標(biāo)定方法采集 LQ 值和 無(wú)線信號(hào)的 RSS 值，結(jié)合這兩種無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)定位。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在定位評(píng)估中利用多個(gè)無(wú)線信號(hào)的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是某種無(wú)線信號(hào)不能用時(shí)利用其他的無(wú)線信號(hào)也能實(shí)現(xiàn)定位，提高定位系統(tǒng)魯棒性， 信號(hào)有時(shí)并不能提高定位精
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