Tools zur genauen Standortbestimmung bei der Verwendung von ibeacons

Offensichtlich funktioniert dies aufgrund der Inkonsistenz des RSSI-Werts (Bluetooth-Signal) nicht gut. Dies ist jedoch die Richtung, in die Sie vielleicht möchten (angepasst von vielen Stackoverflow-Forschung):

RSSI filtern

Ich benutze einen rollenden Filter, wenn die Beacons in Reichweite sind, mit einem kFilteringFactor von 0.1:

Und ich verwende dies, um einen rollenden Genauigkeitswert (in Metern) zu erhalten. (Danke David!)

Berechnen von XY mit Trilateration (Beacons 1, 2 und 3 sind Beacon-Unterklassen mit voreingestellten X- und Y-Werten für Position und Entfernung werden wie oben berechnet).

Der einfachste Weg, um einen genauen Ort zu bekommen, ist es, einen iBeacons an jedem Punkt, den Sie interessieren, zu setzen, dann eine iBeacon-aware App vergleichen das "Genauigkeit" -Feld (das gibt Ihnen tatsächlich eine grobe Entfernungsschätzung i Meter), und Angenommen, der Benutzer befindet sich am iBeacon-Punkt mit der niedrigsten "Genauigkeit". Dieser Ansatz erfordert natürlich eine große Anzahl von iBeacons, um einen genauen Standort über einem großen Grundriss zu erhalten.

Viele Leute haben Triangulations-ähnliche Strategien vorgeschlagen, um nur ein paar iBeacons zu verwenden. Dies ist viel komplexer und es gibt keine vorgefertigte Software, um dies zu tun. Während ich viel über Leute gelesen habe, die das wollen oder versuchen, habe ich noch keine Berichte von Leuten gehört, die es schon gemacht haben.

Wenn Sie das selbst ausprobieren wollen, sollten Sie sich darüber im Klaren sein, dass Sie ein kleines wissenschaftliches Projekt betreiben, und es kann viel Zeit und Mühe kosten, um es mit unbekannten Ergebnissen umzusetzen.

Die Lösung ist eine Technik namens Trilateration . Es gibt einen anständigen Wiki-Artikel.

Wenn Sie annehmen, dass sich alle Beacons und der Empfänger auf derselben Ebene befinden, können Sie die Z-Dimension ignorieren und es vereinfacht sich zu Kreisen.

Die Mathematik ist immer noch irgendwie chaotisch. Sie müssten einige Matrixmathematik an den Positionen der Beacons machen, um ein Beacon zum Ursprung zu verschieben und ein zweites Beacon auf der x-Achse platzieren, und dann das Inverse Ihrer Matrix auf das Ergebnis anwenden, um es wieder in "real" umzuwandeln "Koordinaten.

Das große Problem ist, dass der Wert "Genauigkeit" (alias Abstand) alles andere als genau ist. Selbst in einem weiten offenen Raum ohne Störungen variieren die Abstandssignale ziemlich stark. Fügen Sie jede Störung hinzu (wie von Ihrem Körper, der das Telefon sogar hält), und es wird schlechter. Fügen Sie Wände, Möbel, Metalloberflächen, andere Leute, usw. hinzu, und es wird wirklich wackelig.

Ich habe es auf meiner Liste der Dinge zu tun, um Trilaterationscode zu schreiben, ein Raster in meinem Garten zu messen (wenn das Wetter sich erwärmt), ein Maßband zu nehmen und einige Tests zu machen.

Das Problem bei all dem ist, dass das RSSI-Signal, das Sie zurückbekommen, extrem volatil ist. Wenn Sie einfach das rohe RSSI nehmen, erhalten Sie sehr unzuverlässige Antworten. Sie müssen die Daten, die Sie erhalten, irgendwie verarbeiten, bevor Sie sie durch irgendwelche Triangulationen ausführen, und das bedeutet entweder 1) Mittelwertbildung oder 2) Filterung (oder beides). Wenn Sie dies nicht tun, erhalten Sie möglicherweise eine "IMMEDIATE" Näherungsantwort, obwohl Sie sich in Randbereichen befinden.

Wir haben die ibeacons von gimbal für die Lokalisierung im Innenbereich in einem Bereich von 6 mx 11 m verwendet. Die RSSI-Fluktuation war ein Hauptproblem, das wir durch Partikelfilterung bewältigten. Der Code für das Projekt kann unter Ссылка abgerufen werden. Das github-Repository enthält die iOS-Anwendung sowie einen Java-basierten Apache-Tomcat-Server. Obwohl wir eine Genauigkeit von bis zu 0,97 Metern erreichen konnten, ist es immer noch eine große Herausforderung, Beacons für Mikrostandortzwecke zu verwenden. Überprüfen Sie das Papier Ссылка , das zur Veröffentlichung in der IEEE Globecom Konferenz angenommen wurde.

Um die Position des Benutzers basierend auf umgebenden iBeacons zu bestimmen, die an festen Positionen bleiben müssen, ist dies durch Signalstärkentriangulation möglich. Werfen Sie einen Blick auf diese Diplomarbeit über Bluetooth Indoor-Positionierung ; -)

Sicherlich, wenn Sie die genaue Position (lat / lon) jedes einzelnen iBeacon messen können - das könnte in der Beacons-Nachricht enthalten sein. Geht man von einem stationären Standort aus, muss dies natürlich nur einmal gemacht werden. Art einer unabhängigen "Kalibrierung" Übung - die selbst automatisiert werden könnte.

Wenn Sie über die Positionierung sprechen, müssen Sie zuerst Ihre Bedürfnisse konkreter definieren.

Computer / GPS-Geeks gehen davon aus, dass Sie eine Genauigkeit von wenigen Millimetern erwarten, wenn nicht sogar feiner, damit sie Ihnen entweder mehr Informationen liefern, als Sie benötigen - oder Ihnen sagen, dass dies nicht möglich ist / p>

In der REALEN WELT suchen jedoch die meisten Menschen nach einer Genauigkeit von höchstens 3 Fuß (oder 1 Meter) - und sind höchstwahrscheinlich bereit, eine Genauigkeit von 10 Fuß [dh ​​Sehentfernung] zu akzeptieren.

iOS bietet Ihnen bereits genau diese Genauigkeit - ihre API gibt Ihnen die Entfernung als "nah, mittel, weit" - also müssen Sie innerhalb von 10 Fuß nur überprüfen, ob die Entfernung "nah" oder "mittel" ist.

Wenn Ihre Anforderungen darüber hinausgehen, können Sie die benutzerdefinierte Funktionalität ganz einfach bereitstellen. Sie haben 32 Bits an Informationen [Haupt- und Nebencodes] Das sind mehr als genug Informationen, um die Breite und Länge jedes ibeacon im Beacon selbst zu speichern, indem Sie Morton Coding verwenden, Ссылка

Solange Höhe [Höhe] kein Faktor ist und kein Beacon innerhalb eines Meters von einem anderen Beacon eingesetzt wird, können Sie jedes lat / long-Paar in eine einzelne 32-Bit-Ganzzahl kodieren und im Haupt- und Nebencode speichern .

Mit nur dem Hauptcode können Sie den Standort des Beacons [und damit des Telefons] innerhalb von 100 Metern [konservativ] bestimmen. Dies bedeutet, dass viele Baken innerhalb desselben Radius von 100 Metern den Hauptcode SAME haben.

Mit dem untergeordneten Code können Sie den Standort des Bakens innerhalb von 1 Meter und den Standort des Telefons innerhalb von 10 Fuß bestimmen.

Der Code dafür ist bereits geschrieben und allgemein verfügbar - suchen Sie einfach nach Code, der zeigt, wie es "unmöglich" ist, dies zu tun, ignorieren Sie, was die Kommentare darüber nicht möglich sind, da sie sich mehr auf Genauigkeit als Sie konzentrieren sich darum kümmern.

** Hinweis: Wie in späteren Posts erwähnt, beeinflussen externe Faktoren die Signalstärke - aber auch dies ist wahrscheinlich nicht relevant für Ihre Bedürfnisse. Es gibt 3 "Distanzen", die vom iphone sdk bereitgestellt werden, "close, near, far".

Weit ist die problematische. Nehmen Sie ein Leuchtfeuer mit einer Reichweite von 150 Fuß an. Überprüfen Sie mit einem iPhone, um zu bestimmen, was die 2 nahen Abstände im Idealfall sind ... angenommen, innerhalb von 5 Fuß ist "nahe" und 15 Fuß ist "nahe".

Wenn sich Telefon A in der Nähe von Beacon B befindet [welches einen bekannten Standort hat], dann wissen Sie, dass sich die Person innerhalb von 15 Fuß von Punkt X befindet. Wenn es viele Störungen gibt, können sie 3 Fuß entfernt sein 15 Fuß, aber in jedem Fall ist es "innerhalb von 15 Fuß". Das ist alles was du brauchst.

Wenn Sie außerdem wissen möchten, ob sie sich innerhalb von 5 Fuß befinden, verwenden Sie die "Schließen" -Messung.

Ich bin der festen Überzeugung, dass 80% aller Positionierungsbedürfnisse durch das derzeitige System bereitgestellt werden - wo es nicht ist, dass Sie Ihre anfängliche Implementierung mit der Einschränkung als Konzeptnachweis durchführen und dann einen der vielen Ibeacon-Experten kontaktieren letztes bisschen Genauigkeit.

Ich habe nicht die umfangreichen Recherchen durchgeführt, von denen ich glaube, dass sie in Phils obige Master-Thesis einflossen, aber ...

Es gibt ein anderes Team, das behauptet hat, dies mit verschiedenen AI-Algorithmen herausgefunden zu haben. Sehen Sie diesen linkedin Beitrag: Ссылка

Als jemand, der Beacons entwickelt ( Ссылка ) kann ich aus erster Hand sehen, dass so ziemlich jedes Objekt die Konsistenz und Genauigkeit des RSSI, die eine exakte Position unmöglich macht. (Phil, ich hoffe du hast mir das Gegenteil bewiesen, ich habe deine Thesen noch nicht gelesen).

Wenn die einzige Person in einem weiten offenen Raum ein Gitter aus Leuchtfeuern hat, dann können Sie das wahrscheinlich zum Laufen bringen, aber sobald Sie andere Personen, Wände, Objekte usw. hinzufügen, sind Sie SOL.

Sie können den ungefähren Standort angeben, was iBeacons machen und ziemlich schlecht sind, aber es ist richtungslos.

Sie könnten genug Beacons einsetzen, so dass Sie praktisch überall, wo Sie sich in einem Einzelhandelsgeschäft befinden, sehr nahe an einem Leuchtfeuer stehen und sich darauf verlassen können, dass Sie in Gang 5 etwa 20 Fuß (statt wie bisher) sind die andere Seite des Ganges, Gang 6 und 20 ft down). Kosten können hier ein Problem werden.

Es gibt Teams, die BLE mit Wifi und anderen Technologien kombinieren, um eine genauere Lösung für die Innenraumpositionierung zu schaffen.

Kurz gesagt, und dies wird als Echo dessen erscheinen, was bereits veröffentlicht wurde, BLE ist keine gute Technologie, die nur für extrem genaue Positionierung verwendet werden kann.

Das obige Problem kann mithilfe einer Technologie gelöst werden, die die Wi-Fi-Trilateration und die Sensordaten eines Telefons kombiniert. Wir erhalten 1 Meter Genauigkeit in Räumen, die richtig ausgestattet sind, wenn Unternehmen unser SDK in ihre App integrieren. Die Genauigkeit dieser Methoden hat sich im letzten Jahr drastisch verbessert.