1.一种基于水晶型信标布局的改进位置指纹定位方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、在定位区域布置采样点,并存储至数据库D;
S2、根据所述数据库D,在采样点采集指纹信息构建指纹库RSSI;
S3、在指纹库RSSI中选取RSSI值最大的iBeacon设备的相邻iBeacon设备作为参考点,并利用WKNN算法计算得到该相邻iBeacon设备的相对位置;
S4、将所述相对位置与RSSI值最大的iBeacon设备的绝对位置坐标通过累加计算得到绝对位置,得到定位坐标;
S5、利用卡尔曼滤波器修正所述定位坐标,完成基于水晶型信标布局的改进位置指纹定位;
所述步骤S1包括以下步骤:
S101、在定位区域选择一个iBeacon设备的位置,以等边三角形的形式向周边扩散,并以逆时针方向放置其他相邻iBeacon设备,构成正六边形即一个iBeacon设备序列;
S102、将iBeacon设备的位置和相邻iBeacon设备的UUID信息存储至数据库D。
2.根据权利要求1所述的基于水晶型信标布局的改进位置指纹定位方法,其特征在于,所述步骤S102中数据库D的表达式如下:其中,iBi表示正六边形iBeacon设备序列的中心点,iBi,o表示iBi的相邻iBeacon设备,pn表示iBi的位置坐标,i=1,2,...,n,n表示区域iBeacon设备的数量,o表示中心iBeacon相邻iBeacon的序号,且o=1,2,3,...,6。
3.根据权利要求2所述的基于水晶型信标布局的改进位置指纹定位方法,其特征在于,所述步骤S2中指纹库RISS的表达式如下:其中,p'e表示采样点的相对坐标,rssie,f表示在采样点采集到的UUID为iBo,p的iBeacon设备预处理后的RSSI值,iBo,p表示iBeacon设备的UUID值,e=1,2,...,m,m表示指纹库中采样点的总个数,e表示指纹库中采样点的序号,f表示iBeacon设备的序号,f=0,1,…,6。
4.根据权利要求3所述的基于水晶型信标布局的改进位置指纹定位方法,其特征在于,所述步骤S3包括以下步骤:
S301、基于在线采集的iBeacon设备RSSI向量rssi和UUID向量iB,选取RSSI值最大的iBeacon设备对应的UUID,记为iBc;
S302、从数据库D中查询iBc的位置坐标及其相邻的iBeacon设备序列,记为iBs=[iBc,iBc,1,…,iBc,6];
S303、从iBeacon设备RSSI向量rssi中查找UUID为[iBc,iBs]的iBeacon设备对应的RSSI值,记为rssi';
S304、基于所述rssi',利用步骤S2得到的指纹库RSSI中的RSSI序列与在线的RSSI序列之间的欧式距离,衡量定位位置在采样点p'e的概率;
S305、选取前k个概率最大的相对位置,利用WKNN算法计算得到相邻iBeacon设备的相对位置。
5.根据权利要求4所述的基于水晶型信标布局的改进位置指纹定位方法,其特征在于,所述步骤S304中欧式距离的表达式如下:其中,de表示欧式距离,n表示区域iBeacon设备的数量,rssii表示在线采集到第i个iBeacon设备的RSSI序列,RSSIei表示指纹库第e个采样点第i个iBeacon设备的RSSI值,wi表示第i个iBeacon设备的权重。
6.根据权利要求5所述的基于水晶型信标布局的改进位置指纹定位方法,其特征在于,所述步骤S304中采样点p'e的概率的表达式如下:其中,P(p'e|rssi')表示采样点p'e的概率,rssif表示离线指纹库RSSI的第f行除去第一列相对位置的RSSI序列。
7.根据权利要求6所述的基于水晶型信标布局的改进位置指纹定位方法,其特征在于,所述步骤S305中相邻iBeacon设备的相对位置的表达式如下:其中,p'k和(x,y)均表示相邻iBeacon设备的相对位置,P(p'e|rssi')表示采样点p'e的概率,de表示第e个采样点的欧式距离,we表示第e个采样点的权重,(xe,ye)表示数据库中第e个采样点的位置坐标,k表示选取前k个欧氏距离最小的采样点做计算。
8.根据权利要求7所述的基于水晶型信标布局的改进位置指纹定位方法,其特征在于,所述步骤S4中定位坐标的表达式如下:p=pc+p′k
其中,p表示定位坐标,pc表示iBc的绝对坐标,p'k表示相邻iBeacon设备的相对位置。
9.根据权利要求8所述的基于水晶型信标布局的改进位置指纹定位方法,其特征在于,所述步骤S5利用卡尔曼滤波器修正所述定位坐标的表达式如下:hk=xl
Pk=Px+Q
xc=hk+K*(xc‑hk)
Px=(1‑K)*Pk
其中,hk表示绝对位置的先验估计,xl表示上一个坐标的横坐标Pk表示x方向后验估计的方差,Px表示x方向后验估计的方差,Q和R分别表示系统噪声方差和测量噪声方差,K表示卡尔曼增益,xc表示当前坐标的横坐标。