36、互联网与物联网技术在室内定位和智能家居监控中的应用

互联网与物联网技术在室内定位和智能家居监控中的应用

室内定位技术：PDR与蓝牙定位结合

如今，室内定位系统常用的技术主要有行人航位推算（PDR）和蓝牙定位。PDR通过计步器和方位传感器来估算用户位置，可检测行人的步行距离和方向，进而计算出移动位置。它不受室内环境影响，也无需额外设备，但定位结果会受用户行走偏差的影响。蓝牙定位主要分为三角定位法和指纹法。三角定位法根据接收到的固定已知蓝牙设备（信标）的信号角度和强度来确定用户位置；指纹法则是将接收到的蓝牙信号强度读数与预收集的指纹数据库进行比较来估算用户位置。不过，由于室内环境复杂，信号易受影响，为提高定位精度需要大量部署信标，这会增加部署成本和处理信标干扰的时间。

PDR技术细节

• 步长检测 ：将行人行走视为周期性运动，可分为几种姿势，使用有限状态机（FSM）通过区分行走姿势来估算步数。状态之间的切换由阈值控制，当所有状态执行完毕，即完成一步。由于每个人的行走姿势不同，固定阈值在实际计算中可能导致步数检测错误。之前有研究使用半动态校正生成阈值，公式如下：
  • (T_{S,k}=\sum_{j = 1}^{n}\frac{a_{k,j}}{n})
  • (T_{p,k}=\sum_{j = 1}^{n}\frac{a_{k,j}+a_{k,min}+a_{k,max}}{2n}+\frac{a_{k - 1,min}+a_{k - 1,max}}{4})
  • (T_{t,k}=\sum_{j = 1}^{n}\frac{a_{k,j}+a_{k,min}+a_{k,max}+a_{k - 1,min}+a_