Indoor localization and Location Based Services (LBS) can greatly benefit from the widescale proliferation of communication devices. The basic requirements of a system that can provide the aforementioned services are energy efficiency, scalability, lower costs, wide reception range, high localization accuracy and availability. Different technologies such as WiFi, UWB, RFID have been leveraged to provide LBS and Proximity Based Services (PBS), however they do not meet the aforementioned requirements. Apple's Bluetooth Low Energy (BLE) based iBeacon solution primarily intends to provide Proximity Based Services (PBS). However, it suffers from poor proximity detection accuracy due to its reliance on Received Signal Strength Indicator (RSSI) that is prone to multipath fading and drastic fluctuations in the indoor environment. Therefore, in this paper, we present our iBeacon based accurate proximity and indoor localization system. Our two algorithms Server-Side Running Average (SRA) and Server-Side Kalman Filter (SKF) improve the proximity detection accuracy of iBeacons by 29% and 32% respectively, when compared with Apple's current moving average based approach. We also present our novel cascaded Kalman Filter-Particle Filter (KFPF) algorithm for indoor localization. Our cascaded filter approach uses a Kalman Filter (KF) to reduce the RSSI fluctuation and then inputs the filtered RSSI values into a Particle Filter (PF) to improve the accuracy of indoor localization. Our experimental results, obtained through experiments in a space replicating real-world scenario, show that our cascaded filter approach outperforms the use of only PF by 28.16% and 25.59% in 2-Dimensional (2D) and 3-Dimensional (3D) environments respectively, and achieves a localization error as low as 0.70 meters in 2D environment and 0.947 meters in 3D environment.


翻译:室内本地化和定位基础服务(PBS)可大大受益于通信设备的大规模扩散。能够提供上述服务的系统的基本要求是能效、可缩缩缩、低成本、广接收范围、高本地化准确性和可用性。WiFi、UWB、RFID等不同技术已被利用来提供本地化和近地化服务(PBS),但它们并不符合上述要求。苹果的蓝牙低能量基于iBeaacon的iBeototh D(Bleod)基于iBeacon的 iBeacon 解决方案主要打算提供近地基服务(PBS ) 。然而,由于它依赖在室内环境中容易发生多路面退缩和剧烈波动的收到信号力量指标(RSSI),它受到差近地探测的准确性差差。因此,我们用基于iBeBS和SLF的本地级联(P-RF)级化方法(SBR) 将我们目前的市级级级化(P-LF) 的当前市级化方法分别降低我们目前的市级级化(PLF) 和市级级级级级级级级化(PLLIF)内部内部的自我升级方法,我们目前的平均使用。

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