[发明专利]基于迭代定位和扇环模型的室内可见光被动式定位方法

说明书

本发明涉及一种基于迭代定位和扇环模型的室内可见光被动式定位方法，包括以下步骤：在室内安装可以进行可见光通信的LED光源，地面上铺设用于检测光强信息的光电探测器及对光电探测器进行采样传输的无线节点；在目标未出现的条件下，将监控区域所有的节点的状态设定为0；在目标进入监控区域后，将受遮挡的阴影节点的权重设定为1；当对应于第k个LED光源，根据节点间的距离将遮挡节点进行层次聚类；根据LED光源的位置及各个阴影节点簇中节点的坐标计算扇环区域；计算监控区域内所有LED光源所对应的目标可能区域；将所有目标可能区域内插入虚拟点作为权重子地图；获得监控区域的权重地图；计算各个目标坐标。

技术领域

本发明涉及一种室内可见光系统被动式定位方法，属于室内可见光定位和人工智能定位领域。

背景技术

随着室内可见光通信技术的迅猛发展，基于室内可见光的定位技术也得到了广泛研究。基于室内可见光的定位计算具有定位精度高，节能环保，绿色安全等优点。常见的室内可见光定位主要是对光电探测器的位置进行定位，从而确定安装有光电探测器设备的位置。本发明的定位方式为被动式定位，其可以对不携带光电探测器的设备或人员进行检测定位，具有很广阔的应用范围。该技术可以应用于室内老人小孩的照顾，病人的看护，和室内的安全检测等等。同该室内光照设备可以在实现照明的基本功能的同时提供通信和定位的功能。因此基于可见光的被动式定位系统非常适于在智能城市建设中的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种基于迭代定位和扇环模型的室内可见光系统被动式定位方法。该方法利用受遮挡的光电探测器的位置信息对室内目标进行被动式定位，利用多次迭代提高多目标定位时目标检测的准确性，并通过扇环模型提高定位精度降低误差。技术方案如下：

一种基于迭代定位和扇环模型的室内可见光被动式定位方法，包括以下步骤：

步骤1：在室内安装可以进行可见光通信的LED光源，地面上铺设用于检测光强信息的光电探测器及对光电探测器进行采样传输的无线节点；

步骤2：在目标未出现的条件下，将监控区域所有的节点的状态设定为0；

步骤3：在目标进入监控区域后，将受遮挡的阴影节点的权重设定为1；

步骤4：当对应于第k个LED光源，根据节点间的距离将遮挡节点进行层次聚类，阴影节点被划分为一些节点簇S＝{S₁,S₂,...,S_N},其中S_i为每一个阴影节点簇，其中为阴影节点簇S_i中各节点的标号；

步骤5：根据LED光源的位置及各个阴影节点簇中节点的坐标计算扇环区域；过程如下所述：

1)计算LED光源到阴影节点集合的最小距离其中为第k个光源在地面投影的坐标，为第k个光源对应的第j个阴影节点集合中节点的坐标；

2)计算LED光源到阴影节点集合的最大距离其中为第k个光源在地面投影的坐标，为第k个光源对应的第j个阴影节点集合中节点的坐标；

3)计算以LED光源阴为原点的影节点集合的斜率范围，获取斜率的边界范围k_max和k_min；

4)计算目标可能区域,该目标可能区域是以LED光源在地面投影点的扇形区域；k_min和k_max是该扇形区域的斜率范围，和分别是该扇形区域的半径范围；

步骤6：计算监控区域内所有LED光源所对应的目标可能区域；

步骤7：将所有目标可能区域内插入虚拟点作为权重子地图，虚拟点位于扇形区域内则其权重为1，虚拟点位于扇形区域外则其权重为0；

步骤8：将步骤7中计算得到的所有权重子地图叠加起来，获得监控区域的权重地图；