Работа посвящена проблеме определения местоположения внутри помещений в тех
случаях, когда сигнал спутниковых средств (GPS, Глонасс) недоступен или ограничен. В этом
случае для определения координат используют другие источники навигационной информации.
К ним относятся инерциальные навигационные средства (гироскопы, акселерометры),
устройства для беспроводной передачи данных Wi-Fi и Bluetooth, магнитометр, датчик
атмосферного давления, видеокамера и др. В настоящее время системы позиционирования
внутри помещений на основе Bluetooth и Wi-Fi (по отдельности или совместно) получили
наибольшее распространение. Использование для позиционирования Bluetooth маяков имеет
целый ряд преимуществ. Самыми значимыми являются возможность произвольного размещения
маяков из-за их автономности и малых размеров и возможность использования недорогого и
распространённого оборудования, работа с которым не требует привлечения узких, редких и
высокооплачиваемых специалистов. В статье рассматривается задача позиционирования объекта
в трёхмерном пространстве по данным Bluetooth устройств, расположенных в помещении и
образующих многопозиционную маячную систему наблюдения. Отмечается, что для успешной
работы такой системы необходимо заранее оценивать характерную погрешность оценки
координат позиционируемых объектов и при необходимости изменять конфигурацию маяков.
Предлагается модельная интерпретация задачи позиционирования в виде системы
алгебраических линейных уравнений. Такое представление позволяет строить априорные
теоретические оценки погрешности определения координат объекта, определять области
пространства, где точность позиционирования недостаточна. В работе приводятся данные
расчётов ожидаемой точности решения задачи в различных характерных ситуациях и результаты
натурных экспериментов, подтверждающих расчёты. В целом исследование оптимистично
оценивает перспективы решения 3D задач позиционирования внутри помещений с помощью
Bluetooth маяков.
1. International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation. [Электронный
ресурс]. – Режим доступа: http://ipin-conference.org/ (дата обращения: 01.06.2020).
2. Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. М.: Радио и
связь, 1993.
3. Щёкотов М.С., Кашевник А.М. Сравнительный анализ систем позиционирования
смартфонов в помещениях. Труды СПИИРАН. 2012;(4):459-471.
4. Желамский М.В. Особенности создания поля позиционирования для локальной
навигации в закрытых пространствах. Измерительная техника. 2014;(7):40-44.
5. Намиот Д.Е., Макарычев И.П. Об альтернативной модели отметки местоположения в
социальных сетях. International Journal of Open Information Technologies.
2020;8(2):74-90.
6. Ассур О.С., Филаретов Г.Ф. Разработка комплексного метода позиционирования
объектов по данным беспроводных сетей Wi-Fi и устройств BLE (Bluetooth Low
Energy). Известия Института инженерной физики. 2015;(2):2-10.
7. Мурашко И.А., Храбров Д.Е. Методика локального позиционирования на основании
Wi-Fi-сети университета. Веснік Гродзенскага дзяржаўнага ўніверсітэта імя Янкі
Купалы. Сер. 2: Матэматыка. Фізіка. Інфарматыка, Вылічальная тэхніка і
кіраванне. 2015;(2):119-127.
8. Болотова С.Ю., Зонов А.В., Тютин А.П. Навигация внутри помещений в мобильных
приложениях. Программная инженерия. 2018;9(1):29-34.
9. Дэвидсон П., Киркко-Яаккола М., Коллин Ю.3, Такала Я. Навигационный алгоритм
с использованием планов зданий и данных автономных датчиков. Гироскопия и
навигация. 2015;(1):29-42.
10. Кроненветт Н., Руппельт Я., Троммер Г.Ф. Прецизионное позиционирование
пешехода в помещении на основе контроля за стадиями его походки. Гироскопия и
навигация. 2017;(1):33-48.
11. Емельянцев Г.И., Степанов А.П., Блажнов Б.А. О решении навигационной задачи для
летательных аппаратов с использованием инерциального модуля на
микромеханических датчиках и наземных радиоориентиров. Гироскопия и навигация.
2017;(1):3-17.
12. Anbarasu B., Anitha G. Indoor Scene recognition for Micro Aerial Vehicles Navigation
using Enhanced SIFT-ScSPM Descriptors. The Journal of Navigation. 2020;73(1): 37-55.
13. Tsai H.-Y., Hishiyama R., Kuwahara Y., Leiri Y. Vision-Based Indoor Positioning (VBIP)
- an Indoor AR Navigation System with a Virtual Tour Guide. Lecture Notes in Computer
Science. 2019;11677 LNCS: 96-109.
14. Gmar D.V., Dyuldina K.I., Snopko S.I., Shakhgeldyan K.J., Kryukov V.V. Indoor
navigation service based on Wi-Fi positioning. RPC 2017 - Proceedings of the 2nd RussianPacific Conference on Computer Technology and Applications. 2017:68-71.
15. Stepanov O.A. Map-aided navigation, indoor navigation, and fingerprint-based positioning.
Common features and differences. 23rd Saint Petersburg International Conference on
Integrated Navigation Systems, ICINS 2016 - Proceedings 23. 2016:568-571.
16. Воронов Р.В., Малодушев С.В. Динамическое создание карт уровня WiFi-сигналов
для систем локального позиционирования. Системы и средства информатики.
2014;24(1):80-92.
17. Салех Х.М., Александров Д.В. Радиолокация с использованием Wi-Fi-точек доступа
беспроводных сетей внутри помещений. Информационно-измерительные и
управляющие системы. 2012;10(7):29-36.
18. Булычев В.Ю., Булычев Ю.Г., Ивакина С.С., Насенков И.Г., Николас П.И., Чепель
Е.Н. Обоснование методов оптимального оценивания параметров движения цели в
триангуляционной измерительной системе. Известия Российской академии наук.
Теория и системы управления. 2015;(4):94.
19. Васильев К.К., Бобков А.В. Динамическое использование ориентиров для оценки
координат автономных необитаемых подводных аппаратов. Информационноизмерительные и управляющие системы. 2017;(12):11-14.
20. Мартынюк М.В., Генералов А.В., Наумов С.С., Залетнов С.Е., Дмитриев Д.В.,
Тимофеева О.П. Разработка системы локального акустического позиционирования на
базе персонального компьютера. Измерительная техника. 2015;(10):68-71.
21. Grinyak V.M., Devyatisilnyi A.S. Dynamic adjustment of multiposition observing system
with respect to trajectory measurements. Journal of Computer and Systems Sciences
International. 1999;38(1):124-130.
22. Гриняк В.М., Девятисильный А.С., Шурыгин А.В. Оценка возможностей
использования Bluetooth-устройств для навигации внутри помещений
Информационные технологии. 2018;24(9):610-617.
23. Гриняк В.М., Девятисильный А.С., Люлько В.И., Цыбанов П.А. Возможности
позиционирования внутри помещений с помощью Bluetooth устройств.
Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2018;6(2):132-143.
24. Гриняк В.М., Гриняк Т.М., Цыбанов П.А. Позиционирование внутри помещений с
помощью Bluetooth-устройств. Территория новых возможностей. Вестник
Владивостокского государственного университета экономики и сервиса.
2018;10(2):137-147.
25. Попп М., Профет С., Шольц Г., Троммер Г.Ф. Новая система навигации и наведения
микролетательных аппаратов, способных беспрепятственно проникать в здания
Гироскопия и навигация. 2015;(2):3-17.
26. Motley A.J., Keenan J.M.P. Personal communication radio coverage in buildings at 900
MHz and 1700 MHz. Electronics Letters. 1988;24(12):763-764.
27. Гриняк В.М. Исследование пространственной задачи навигации в условиях неполной
измерительной информации. Дальневосточный математический журнал.
2000;1(1):93-101.
28. Гриняк В.М., Гриняк Т.М., Иваненко Ю.С. Динамическая выставка
многопозиционной системы наблюдения. Моделирование, оптимизация и
информационные технологии. 2017;(3):12.
29. Малышев А.Н. Введение в вычислительную линейную алгебру. - Новосибирск:
Наука, 1991.
30. Крыжко И.Б., Глушакова Т.Н. Численное исследование разрешимости обратных
траекторных задач. Вестник Воронежского государственного университета. Серия:
Системный анализ и информационные технологии. 2007;(1):148-151.
31. SKYLAB Low Power Consumption Waterproof Bluetooth beacon -VG02. [Электронный
ресурс]. – Режим доступа: http://www.skylabmodule.com/skylab-low-powerconsumption-waterproof-bluetooth-eddystone-nordic-chipset-beacon-itag-bluetoothbeacon-vg02/ (дата обращения: 01.06.2020)
32. Dulimarta H.S., Jain A.K. Mobile robot localization in indoor environment. Pattern
Recognition. 1997;30(1):99-111.
33. Ranganathan P., Hayet J.B., Devy M., Hutchinson S., Lerasle F. Topological navigation and
qualitative localization for indoor environment using multi-sensory perception. Robotics
and Autonomous Systems. 2002;41(2-3):137-144.
34. Барабанова Л.П. О геометрическом факторе разностно-дальномерного
позиционирования с минимальным числом маяков. Известия Российской академии
наук. Теория и системы управления. 2005;(3):89-96.
