仿真结果显示,Wi-Fi定位结果精度为2.716 m,蓝牙定位结果精度为3.442 m。针对两种定位结果,采用加权融合算法对这两种定位结果进行处理,可以获取更高的定位精度。
对采用两种定位方法获取到的定位结果,如何才能确定哪一种方法的准确度更高,是融合两种定位方法的前提条件。为此,提出准确域的概念,用于确定两种定位结果的准确度。如图4.8所示,以参考点为原点,T为半径,建立一个准确域,如果定位测试点的坐标能够落在准确域内,则该种方法可以参与最后定位结果的融合。
图4.8 准确域示意图
针对两种定位方法准确度的不同,共有四种融合定位结果:
(1)如果参考点O的Wi-Fi和蓝牙定位结果都落在准确域中,则证明两者的定位结果都是准确的,这时对Wi-Fi和蓝牙定位结果的融合可以采用加权平均值的方法进行。
(2)如果Wi-Fi定位结果落在准确域中,蓝牙定位结果落在准确域之外,则Wi-Fi和蓝牙定位结果的融合最终选取Wi-Fi定位的结果。
(3)如果Wi-Fi定位结果落在准确域之外,蓝牙定位结果落在准确域中,则Wi-Fi和蓝牙定位结果的融合最终选取蓝牙定位的结果。
(4)如果两种定位结果均在准确域之外,则定位结果不符合要求,无法进行融合,应重新采集数据(见图4.9)。
图4.9 融合定位流程图(www.daowen.com)
在图4.9所示的四种融合定位结果中,第一种情况为Wi-Fi和蓝牙定位结果都落在准确域中,此时需要对Wi-Fi和蓝牙定位结果取加权平均值。采集信号强度时,理想情况下是信号强度的绝对值越小,信号强度越强,相应的定位结果越准确。多次测试发现,信号强度绝对值低于70 dBm时,定位结果相对可靠,由此以采集到的信号强度中的百分比来确定权重大小。
采用上述加权平均值方法对Wi-Fi和蓝牙定位结果进行融合,得到融合后各测试点的融合定位误差(见图4.10)以及三种方法定位的精度对比(见图4.11)。
图4.10 融合定位各点定位误差
图4.11 蓝牙、Wi-Fi、融合定位各点定位精度对比
采用Wi-Fi和蓝牙定位结果融合得到的平均定位误差为2.255 m,明显优于蓝牙定位结果的3.442 m,相比Wi-Fi定位结果2.716 m也有了显著改善。因此,利用Wi-Fi和蓝牙定位技术进行融合的定位方法,优于之前的Wi-Fi、蓝牙单项定位方法的精度。
本章所提出的Wi-Fi和蓝牙融合定位方法能够改善Wi-Fi和蓝牙定位精度低的问题,减小了定位误差且提高了定位精度,最大程度上利用了Wi-Fi和蓝牙数据中信号强度较强的数据来参与定位。此方法可以很好地利用在Wi-Fi和蓝牙设施普遍存在的建筑物内,以提高室内的定位精度。
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