室內定位技術

iBeacons是基於Bluetooth LE技術,全稱為Bluetooth Low Energy,又可簡稱為BLE。低功耗藍牙由諾基亞在2001年開始研發,其目的是為了發展一套相容於標準藍牙,並且在功耗與製造價格上能進一步優化的標準。2004年Nokia發布了低功耗藍牙標準,2006年以Wibree技術的品牌名稱首度問世,2007年與藍牙技術聯盟藍牙技術聯盟達成協議,併入標準藍牙並正式定名為低功耗藍牙。它的工作範圍最遠至150英尺(約45米)。

室內無線定位常用的三種方法:接收信號強度定位法、到達時間定位法、接收信號角度定位法、參考點定位法。

一、接收信號強度定位法

接收信號強度定位法是通過信號強度和已知信號衰弱模型來估計接收點與待測點的距離,根據多個接收點距離待測點的距離值畫出圓,多個圓的重疊部分就是待測物體。

在移動裝置中,接收信號強度常用接收信號強度指標RSSI來表示,在理想環境中​​這種方式可以獲得較為精確的定位。

然而RSSI受信號反射、散射、繞射等多重路徑衰減與遮擋影響非常嚴重,實際上存在較大誤差。

二、到達時間定位法

到達時間定位法和接收信號強度定位法類似,只不過計算接收點和測量點之間的距離是採用無線信號傳播時間乘以無線信號傳輸速度。

由於無線信號傳播速度是30W km/S。這就要求待測點和多個接收點之間要有非常精確的時間同步。然後高精度時間獲取​​成本非常昂貴,即使微秒級的時間誤差也會造成數百米的距離誤差。因此在短距離定位上誤差較大。

三、接收信號角度定位法

接收信號角度定位法的工作原理是利用定向天線量測出信號來源方向,多個接收點同時按照接收角度畫出直線,直線的交點就是目標位置。

信號角度定位法的優點是不需要每一個接收天線都做時間同步,誤差來源主要是角度解析的誤差。在距離越遠的時候角度解析的誤差影響越大,同時由於信號反射和折射可能造成最終計算出來的被測點是發射點而不是被測物體本身。另外由於定向天線的製作對測量角度的計算影響較大在實際應用中會比較麻煩。

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