基于BIM和RSSI的室内定位与导航研究与应用

李锋，明镜，唐相桢

(重庆市勘测院，重庆 401121)

1 引 言

当前，大型场馆、商场、医院等场景对室内定位和导航的需求日益增长。基于低功耗蓝牙设备的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator，RSSI)的室内定位技术成为研究的热点。周慧敏等研究了使用手机蓝牙终端的三角定位法[1]；史瑞瑞等研究了基于RSSI的测距模型、动态系数加权质心定位算法等[2～8]；刘万青等研究了蓝牙定位和航位推算的融合问题[9]，王婷婷等实现了蓝牙RSSI值位置指纹库[10]；杨刚等研究了基于RSSI修正值双重定位方法[11]。

由于建筑物内部是三维空间，蓝牙标签的布设也是空间化的，因此结合建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)的室内定位研究是提升室内定位精度的重要方向之一。简家林研究了基于ZigBee定位基站定位结合BIM可视化的技术[12]；谢文静等研究了基于WiFi定位结合室内分层的技术[13]；梁泉等研究了监控动态蓝牙终端并实现BIM可视化的方法[14]，S·B·摩西等基于BIM实现蓝牙低能量设备的自动配置[15]；路建永等研究了基于Lora基站的室内外切换方法[16]。

本文分析了蓝牙设备RSSI的稳定性问题，基于BIM实现蓝牙设备布设和采样点布局，提出基于BIM和RSSI的室内定位算法，开展了算法参数率定实验，并以某医院为例进行了技术验证，实现了基于BIM和RSSI的室内定位与导航。实验结果证明，该方法提升了室内定位与导航的准确性和有效性。

2 基于BIM和RSSI的室内定位算法

2.1 蓝牙信号衰减模型

蓝牙无线信号在空中传播时，通常都会随着传输距离的增加而信号强度逐渐减弱。……