室內(nèi)定位之藍(lán)牙Beacon的部署方案(室內(nèi)定位之藍(lán)牙信息號延遲)

藍(lán)牙 部署 定位 室內(nèi) 方案| 2022-12-13 hwszkj

Beacon定位原理

Ibeacon一項(xiàng)低耗能藍(lán)牙技術(shù)技術(shù),工作原理類似之前的藍(lán)牙技術(shù),由Beacon發(fā)射信號,藍(lán)牙設(shè)備定位接受,反饋信號。當(dāng)用戶進(jìn)入、退出或者在區(qū)域內(nèi)徘徊時(shí),Beacon的廣播有能力進(jìn)行傳播,可計(jì)算用戶和Beacon的距離(可通過RSSI計(jì)算),由此可知,只要有三個Beacon設(shè)備即可定位。

Trilateration三邊測量定位算法

基本原理

Trilateration(三邊測量)是一種常用的定位算法:

已知三點(diǎn)位置 (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3)

已知未知點(diǎn) (x0, y0) 到三點(diǎn)距離 d1, d2, d3

以 d1, d2, d3 為半徑作三個圓,根據(jù)畢達(dá)哥拉斯定理,得出交點(diǎn)即未知點(diǎn)的位置計(jì)算公式:

( x1 - x0 )2 + ( y1 - y0 )2 = d12

( x2 - x0 )2 + ( y2 - y0 )2 = d22

( x3 - x0 )2 + ( y3 - y0 )2 = d32

解法推導(dǎo)

設(shè)未知點(diǎn)位置為 (x, y), 令其中的第一個球形 P1 的球心坐標(biāo)為 (0, 0),P2 處于相同縱坐標(biāo),球心坐標(biāo)為 (d, 0),P3 球心坐標(biāo)為 (i, j),三個球形半徑分別為 r1, r2, r3,z為三球形相交點(diǎn)與水平面高度。則有:

r12 = x2 + y2 + z2

r22 = (x - d)2 + y2 + z2

r32 = (x - i)2 + (y - j)2 + z2

當(dāng) z = 0 時(shí), 即為三個圓在水平面上相交為一點(diǎn),首先解出 x:

x = (r12 - r22 + d2) / 2d

將公式二變形,將公式一的 z2 代入公式二,再代入公式三得到 y 的計(jì)算公式:

y = (r12 - r32 - x2 + (x - i)2 + j2) / 2j

藍(lán)牙Beacon要求

在電池工作時(shí)長穩(wěn)定、環(huán)境結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜的前提下,符合以下標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙beacon是可以較好支持的:

1、協(xié)議:符合ibeacon標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議(蘋果官方)

2、UUID、major、minor:固定不變

3、天線:全向天線

4、是否加密:要求非加密藍(lán)牙beacon

5、信號發(fā)射周期:一般要求100ms-200ms

6、功率:要求穩(wěn)定不變,默認(rèn)0db 無增強(qiáng)的設(shè)備,信號有效半徑5m左右,部署間距建議5-8m

檢測工具:ibeaconDetector(安卓端),用來判定UUID、major、minor是否符合要求,功率是否穩(wěn)定。

藍(lán)牙Beacon部署方案

部署原則

1)藍(lán)牙Beacon離地高度:3m

高度H:一般在2.5~3m之間,如現(xiàn)場安裝位置較高,需要考慮增加衰減預(yù)算。或者采用地面、墻面部署,保證高度在3m內(nèi)。

2)藍(lán)牙Beacon水平間距:4-8 m

一維定位場景:適合隔離度高的過道,理論上只需要按序列部署一列間距4-8m的Beacon。

一般定位場景(開放區(qū)域):藍(lán)牙Beacon呈三角均勻部署,需要3個或3個以上的藍(lán)牙Beacon?;ハ嚅g距4-8m。

不同場景的部署方案

A、對一般室內(nèi)環(huán)境,Beacon間距控制在4-8m左右。部署要均勻。

B、藍(lán)牙Beacon的部署需要盡量避開遮擋。部署不要靠近墻角/障礙物。

C、空曠區(qū)域保證兩兩之間距離5m左右,整個空間進(jìn)行三角網(wǎng)格狀交錯分布覆蓋。

D、對于房間門口、室內(nèi)路線路口處、路徑轉(zhuǎn)折處,需要部署以提高用戶體驗(yàn)。

E、房間內(nèi)部,較小的房間或不需要精確定位的房間內(nèi)可在中心部署一個。較大的房間考慮與空曠區(qū)域類似,進(jìn)行三角網(wǎng)格交錯分布。

F、室內(nèi)走廊根據(jù)寬度可進(jìn)行單列或雙列部署。對于比較封閉的走廊(寬度3m左右),可考慮沿走廊中心線部署;較寬的走廊,可按照雙列交錯部署。

G、停車場行車道區(qū)域在上方盡量在無遮擋處部署,間距5m左右,可根據(jù)寬度選擇單列或雙列交錯部署。對于停車位建議每個車位(一般2.5m*5.5m可根據(jù)需要部署1-2個 Beacon。

H、大堂或?qū)痈咻^高(層高>4m)的區(qū)域、中空等,不得在頂棚部署??梢园凑?m左右間距,沿墻壁或在近地面建筑結(jié)構(gòu)上部署。

I、Beacon可根據(jù)需要增加或減少部署密度,但一般建議在4-6m間距區(qū)間可以獲得較好的定位精度,大于6-8m的間距會導(dǎo)致定位效果變差。

來源:csdn