本发明公开了一种基于BLE信号辅助选解方法，包括：在标签中内置BLE通信装置，标签在进行UWB定位的同时定时发送BLE广播信号至以自身为圆心的预设范围内的所有基站，使预设范围内的所有基站同时上报UWB数据和侦听到的BLE广播信号；上位机结合BLE广播信号强度、基站与标签的距离选择部分或全部同时上报UWB数据和BLE信号的基站的UWB数据，对标签的位置进行解算。本发明通过在标签中内置BLE通信装置，在UWB TDOA定位过程中融合BLE广播信号锁定需要计算的基站数据，去除不必要的基站数据，优化定位效果，提高解算效率。
1.一种基于BLE信号辅助选解方法，其特征在于，所述选解方法包括以下步骤：S1，在标签中内置BLE通信装置，标签在进行UWB定位的同时定时发送BLE广播信号至以自身为圆心的预设范围内的所有基站，使预设范围内的所有基站同时上报UWB数据和侦听到的BLE广播信号；
S2，上位机结合BLE广播信号强度、基站与标签的距离选择部分或全部同时上报UWB数据和BLE信号的基站的UWB数据，对标签的位置进行解算；
步骤S2中，所述上位机结合BLE广播信号强度、基站与标签的距离选择部分或全部同时上报UWB数据和BLE信号的基站的UWB数据的过程包括以下步骤：S21，筛选出所有同时上报UWB数据和BLE信号的基站，生成待选基站合集；
S22，保留待选基站合集中的每个基站的BLE广播信号强度大于预设信号强度阈值的基站，判断保留基站数量是否小于4，如果小于，进入步骤S26，否则，进入步骤S23；
S23，依次判断步骤S22中保留的每个基站与标签的距离是否小于预设距离阈值，如果小于，将基站继续保留在待选基站合集中，否则，将之移入不稳定基站合集；
S24，判断步骤S23中保留的基站总数是否大于等于4台，如果是，采用待选基站合集中的所有基站对应的UWB数据对标签的位置进行解算，完成本轮定位，否则，进入步骤S25；
S25，结合标签定位需求和待选基站合集中的剩余基站数量从不稳定基站合集中移回部分基站对标签的位置进行解算以完成本轮定位，或者直接进入步骤S26；
S26，在下个定位周期内继续采集基站上报的UWB数据和BLE信号，进入步骤S21；
步骤S25中，所述结合标签定位需求和待选基站合集中的剩余基站数量从不稳定基站合集中移回部分基站对标签的位置进行解算以完成本轮定位，或者直接进入步骤S26是指，如果当前标签已经连续N个定位周期未进行定位，且待选基站合集中的剩余基站数量大于预设数量阈值，则根据与标签之间的距离由小到大的顺序从不稳定基站合集中移回部分基站对标签的位置进行解算以完成本轮定位，N的取值和预设数量阈值的取值取决于标签的定位需求和精度需求，由用户根据实际情况自行设定。
2.根据权利要求1所述的基于BLE信号辅助选解方法，其特征在于，所述预设信号强度阈值为‑90dbm。
3.根据权利要求1所述的基于BLE信号辅助选解方法，其特征在于，所述预设距离阈值为20m。
4.根据权利要求1所述的基于BLE信号辅助选解方法，其特征在于，所述选解方法还包括以下步骤：
随机选取其中一个解算出的标签位置作为本次标签的最终定位坐标。
5.根据权利要求1所述的基于BLE信号辅助选解方法，其特征在于，所述选解方法还包括以下步骤：
对解算出的标签位置进行计算，选取其平均值作为本次标签的最终定位坐标。
6.根据权利要求1所述的基于BLE信号辅助选解方法，其特征在于，所述选解方法还包括以下步骤：
上位机根据定位需求选择以下任意一种解算方式对标签位置进行解算：(1)结合BLE广播信号强度、基站与标签的距离选择部分或全部同时上报UWB数据和BLE信号的基站的UWB数据，对标签的位置进行解算；
(2)结合所有UWB数据对标签位置进行解算，得到若干个位置解，再结合BLE广播信号强度、基站与标签的距离选择其中部分位置解。
7.一种基于权利要求1所述基于BLE信号辅助选解方法的基于BLE信号辅助选解系统，其特征在于，所述选解系统包括内置在标签内的BLE通信装置和上位机；
所述BLE通信装置用于定时发送BLE广播信号至以标签自身为圆心的预设范围内的所有基站，使预设范围内的所有基站同时上报UWB数据和侦听到的BLE广播信号；
所述上位机结合BLE广播信号强度、基站与标签的距离选择部分或全部同时上报UWB数据和BLE信号的基站的UWB数据，对标签的位置进行解算。
一种基于BLE信号辅助选解方法和系统
技术领域
[0001] 本发明涉及UWB定位技术领域，具体而言涉及一种基于BLE信号辅助选解方法和系统。
背景技术
[0002] 在UWB TDOA定位系统中是通过标签发起信号，基站接收信号记录时间戳数据上报给上位机解算，在一个区域内如果基站架设比较密集遮挡比较多的情况，如果所有基站采
集的数据都参与运算，第一会给解算服务器资源带来很大消耗，第二会把遮挡比较严重数
据加入运算，第三使用比较远距离的基站采样数据解算会导致定位波动较大。
[0003] 专利号为CN201821822867.5的实用新型中公开了一种提供定位服务的UWB基站，在基站中安装BLE模块和BLE天线，使标签可以根据接收到的BLE广播信号选择其中部分基
站进行定位。但在实际应用中发现，由标签进行基站选择的解算效率较低。另外，当场地内
存在人车物品较多时，部分标签受限于BLE广播信号的强度阈值，导致可选基站数量不足，
难以完成定位，而如果贸然降低BLE广播信号的强度阈值，又会带来整体标签定位精度的降
低。
发明内容
[0004] 本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于BLE信号辅助选解方法和系统，通过在标签中内置BLE通信装置，在UWB TDOA定位过程中融合BLE广播信号锁定需要计算的基站
数据，去除不必要的基站数据，优化定位效果，提高解算效率。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] 一种基于BLE信号辅助选解方法，所述选解方法包括以下步骤：
[0007] S1，在标签中内置BLE通信装置，标签在进行UWB定位的同时定时发送BLE广播信号至以自身为圆心的预设范围内的所有基站，使预设范围内的所有基站同时上报UWB数据和
侦听到的BLE广播信号；
[0008] S2，上位机结合BLE广播信号强度、基站与标签的距离选择部分或全部同时上报UWB数据和BLE信号的基站的UWB数据，对标签的位置进行解算。
[0009] 为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
[0010] 进一步地，步骤S2中，所述上位机结合BLE广播信号强度、基站与标签的距离选择部分或全部同时上报UWB数据和BLE信号的基站的UWB数据的过程包括以下步骤：
[0011] S21，筛选出所有同时上报UWB数据和BLE信号的基站，生成待选基站合集；
[0012] S22，保留待选基站合集中的每个基站的BLE广播信号强度大于预设信号强度阈值的基站，判断保留基站数量是否小于4，如果小于，进入步骤S26，否则，进入步骤S23；
[0013] S23，依次判断步骤S22中保留的每个基站与标签的距离是否小于预设距离阈值，如果小于，将基站继续保留在待选基站合集中，否则，将之移入不稳定基站合集；
[0014] S24，判断步骤S23中保留的基站总数是否大于等于4台，如果是，采用待选基站合集中的所有基站对应的UWB数据对标签的位置进行解算，完成本轮定位，否则，进入步骤
S25；
[0015] S25，结合标签定位需求和待选基站合集中的剩余基站数量从不稳定基站合集中移回部分基站对标签的位置进行解算以完成本轮定位，或者直接进入步骤S26；
[0016] S26，在下个定位周期内继续采集基站上报的UWB数据和BLE信号，进入步骤S21。
[0017] 进一步地，步骤S25中，所述结合标签定位需求和待选基站合集中的剩余基站数量从不稳定基站合集中移回部分基站对标签的位置进行解算以完成本轮定位，或者直接进入
步骤S26是指，
[0018] 如果当前标签已经连续N个定位周期未进行定位，且待选基站合集中的剩余基站数量大于预设数量阈值，则根据与标签之间的距离由小到大的顺序从不稳定基站合集中移
回部分基站对标签的位置进行解算以完成本轮定位。
[0019] 进一步地，所述预设信号强度阈值为‑90dbm。
[0020] 进一步地，所述预设距离阈值为20m。
[0021] 进一步地，所述选解方法还包括以下步骤：
[0022] 随机选取其中一个解算出的标签位置作为本次标签的最终定位坐标。
[0023] 进一步地，所述选解方法还包括以下步骤：
[0024] 对解算出的标签位置进行计算，选取其平均值作为本次标签的最终定位坐标。
[0025] 进一步地，所述选解方法还包括以下步骤：
[0026] 上位机根据定位需求选择以下任意一种解算方式对标签位置进行解算：
[0027] (1)结合BLE广播信号强度、基站与标签的距离选择部分或全部同时上报UWB数据和BLE信号的基站的UWB数据，对标签的位置进行解算；
[0028] (2)结合所有UWB数据对标签位置进行解算，得到若干个位置解，再结合BLE广播信号强度、基站与标签的距离选择其中部分位置解。
[0029] 基于前述选解方法，本发明还提及一种基于BLE信号辅助选解系统，所述选解系统包括内置在标签内的BLE通信装置和上位机；
[0030] 所述BLE通信装置用于定时发送BLE广播信号至以标签自身为圆心的预设范围内的所有基站，使预设范围内的所有基站同时上报UWB数据和侦听到的BLE广播信号；
[0031] 所述上位机结合BLE广播信号强度、基站与标签的距离选择部分或全部同时上报UWB数据和BLE信号的基站的UWB数据，对标签的位置进行解算。
[0032] 本发明的有益效果是：
[0033] (1)通过在标签中内置BLE通信装置，在UWB TDOA定位过程中融合BLE广播信号锁定需要计算的基站数据，去除不必要的基站数据，优化定位效果，提高解算效率。
[0034] (2)结合BLE广播信号强度、基站与标签的距离筛选出可利用的基站，同时考虑标签定位需求和待选基站合集中的剩余基站数量，针对基站数不足的部分待选基站合集进行
补足，尽可能地满足所有标签的定位需求，降低碰撞风险。同时，无需降低标签定位精度，确
保场景下标签定位的整体精度要求。
附图说明
[0035] 图1是本发明的基于BLE信号辅助选解方法的流程图。
[0036] 图2是本发明的具体实施例的基站排布示意图。
[0037] 图3是本发明的具体实施例的锁定基站示意图。
[0038] 图4是本发明的其中一种定位解的选择方式示意图。
具体实施方式
[0039] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0040] 需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无
实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0041] 结合图1，本发明一种基于BLE信号辅助选解方法，所述选解方法包括以下步骤：
[0042] S1，在标签中内置BLE通信装置，标签在进行UWB定位的同时定时发送BLE广播信号至以自身为圆心的预设范围内的所有基站，使预设范围内的所有基站同时上报UWB数据和
侦听到的BLE广播信号。
[0043] S2，上位机结合BLE广播信号强度、基站与标签的距离选择部分或全部同时上报UWB数据和BLE信号的基站的UWB数据，对标签的位置进行解算。
[0044] 为了提高运算效率，增加定位稳定性，本发明提出了使用BLE信号辅助选择基站进行解算。标签在进行UWB定位的同时定时发送BLE广播信号基站一直侦听广播，由于BLE信号
功率相比UWB低很多只有周围几个基站才能听到BLE广播，基站在上报UWB数据同时上报侦
听到的BLE信号信息，上位机根据BLE数据锁定部分基站使用锁定基站的UWB数据进行解算，
同时BLE信号也可以进行粗定位融合UWB定位可以过滤一部分波动点位。
[0045] 不同于现有技术中由基站发送BLE广播，本发明采用标签发送BLE广播，一方面，由上位机来解算效率更高，更适用于多标签场景下的解算，另一方面，可以有效解决现有技术
中存在的标签定位失败或定位精度降低等问题。
[0046] 图2是其中一种基站排布示意图，在该场景下，如果采用普通的UWB TDOA定位，只要标签发出的报文基站能够接收到都会传到服务器并加入到解算过程。如图2中所示，星形
为标签，黑色长方形为建筑水泥柱，其他为基站，浅灰色基站表示标签发出的UWB信号能够
被接收到，深灰色基站表示接收不到标签发出的UWB信号。在一次定位过程中，假设有12个
基站的数据(图2中只是示例，实际情况可能更多)，包括4个被遮挡的数据和两个比较远的
基站数据，12个基站数据目前通过UWB信号很难区分好坏，这样就会同时加入解算算法，导
致定位波动偏移等问题，理想情况应该只使用周围4个基站解算即可。
[0047] 图3是采用本发明技术方案后锁定的基站示意图。如图3所示，黑色基站既能够收到UWB数据也能够收到BLE数据，浅灰色基站只有UWB数据，而最理想选择的基站就是圈内的
4个基站。
[0048] 为了达到前述技术目的，优选的，步骤S2中，所述上位机结合BLE广播信号强度、基站与标签的距离选择部分或全部同时上报UWB数据和BLE信号的基站的UWB数据的过程包括
以下步骤：
[0049] S21，筛选出所有同时上报UWB数据和BLE信号的基站，生成待选基站合集。
[0050] S22，保留待选基站合集中的每个基站的BLE广播信号强度大于预设信号强度阈值(例如‑90dbm)的基站，判断保留基站数量是否小于4，如果小于，进入步骤S26，否则，进入步
骤S23。
[0051] S23，依次判断步骤S22中保留的每个基站与标签的距离是否小于预设距离阈值(例如20m)，如果小于，将基站继续保留在待选基站合集中，否则，将之移入不稳定基站合
集。
[0052] S24，判断步骤S23中保留的基站总数是否大于等于4台，如果是，采用待选基站合集中的所有基站对应的UWB数据对标签的位置进行解算，完成本轮定位，否则，进入步骤
S25。
[0053] S25，结合标签定位需求和待选基站合集中的剩余基站数量从不稳定基站合集中移回部分基站对标签的位置进行解算以完成本轮定位，或者直接进入步骤S26。
[0054] S26，在下个定位周期内继续采集基站上报的UWB数据和BLE信号，进入步骤S21。
[0055] 最终选择的基站可能是4个也可能是6个，取决于最上方的两个基站与标签的距离是否超过20米。
[0056] 在本发明中，上位机可以先选择基站再进行解算，再根据解算结果得到标签定位结果，例如，随机选取其中一个解算出的标签位置作为本次标签的最终定位坐标，或者对解
算出的标签位置进行计算，选取其平均值作为本次标签的最终定位坐标等；也可以先解算
再根据基站排除部分解算结果，如图4所示，图中浅灰色点是完全通过UWB解算出来的解集，
黑色圆是通过BLE定位确定的解集区域，这样在最终解集融合时可以优先通过BLE定位区域
(粗定位)滤除图4中在区域外的两个点，使用区域内3个点进行解集融合增加定位精度和稳
定性。前者可以减少解算过程的运算量，确保最终解算出的标签定位精度足够高，而后者，
可以避免最终保留基站数量不足导致的无定位解的情况，更适合需要连续定位但对定位精
度要求较低的标签。在实际应用中，前述两种解算方法可以交替应用或同时应用，以满足不
同标签的定位需求。
[0057] 针对前者解算方案，为了避免因定位标签定位失败导致事故风险，本发明还提出，步骤S25中，所述结合标签定位需求和待选基站合集中的剩余基站数量从不稳定基站合集
中移回部分基站对标签的位置进行解算以完成本轮定位，或者直接进入步骤S26是指，
[0058] 如果当前标签已经连续N个定位周期未进行定位，且待选基站合集中的剩余基站数量大于预设数量阈值，则根据与标签之间的距离由小到大的顺序从不稳定基站合集中移
回部分基站对标签的位置进行解算以完成本轮定位。
[0059] 例如，某个标签已经连续3个定位周期未进行定位，则即使待选基站合集中的剩余基站数量小于4，只要剩余数量大于2个，也必然会从不稳定基站合集中移回部分基站对标
签的位置进行解算完成粗定位，并且剩余基站数量确保该标签的定位精度不会太低；同时，
由于每个标签的解算过程相对独立，该标签的定位过程并不会影响其他标签的定位精度。
应当理解，N的取值和预设数量阈值的取值取决于标签的定位需求和精度需求，由用户根据
实际情况自行设定。
[0060] 以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的
普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护
范围。
