[发明专利]一种基于空间滤波器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空间滤波器的室内可见光被动式定位方法，包括：在室内的屋顶上安装可见光通信系统，每个LED可以发射具有独立ID特征的信号用于光电探测器的检测；将光电探测器检测到的光强值变化量大于设定阈值的节点视为阴影节点；将LED光源及对应的阴影节点的连线设为阴影链路；计算任意两条阴影链路的交点；对阴影链路交点进行聚类，获取一些交点集合，每一个集合中的交点的坐标均值即为目标的位置坐标，作为初始时刻的目标坐标；获取下一时刻目标定位阶段所有阴影链路交点的坐标；以上一时刻获取的目标的定位结果作为圆心，做一个圆形区域作为空间滤波器；滤波，将圆形区域内保留的交点进行加权获得目标的坐标。

技术领域

本发明涉及一种基于空间滤波器的室内可见光被动式定位算法，属于室内可见光定位和人工智能定位领域。

背景技术

随着人工智能技术在传感器应用领域的推广，大量的传感器被用于室内场景，包括人脸识别、情景感知和窄带物联网等。可见光通信近年来在室内场景下的应用得到广大科研机构的关注。可将光通信具有成本低、节约能源、安全环保等优点，可以广泛的应用在室内传感器应用中。因此，室内可见光定位系统可以借助可见光通信系统来实现，再功能复用的基础上节约了能源。

发明内容

为了实现基于可见光定位系统的被动式定位功能，消除其他目标引起的阴影链路对目标定位的影响，本发明提出一种基于空间滤波器的室内可见光被动式定位算法，利用目标运动时具有连续性的特点，利用上一时刻定位的结果对本时刻的定位过程中的中间参数进行空间滤波，有效地去除误差信息，本发明可以显著提高基于可见光定位系统的被动式定位的精度。

技术方案如下：

一种基于空间滤波器的室内可见光被动式定位方法，包括以下步骤：

步骤1：在室内的屋顶上安装可见光通信系统，每个LED可以发射具有独立ID特征的信号用于光电探测器的检测，光电探测器能够识别出光信号是由哪个LED光源发射的；

步骤2：将光电探测器检测到的光强值变化量大于设定阈值的节点视为阴影节点；

步骤3：将LED光源及对应的阴影节点的连线设为阴影链路；

步骤4：计算任意两条阴影链路的交点(x,y)：其中分别为两条阴影链路的斜率。(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，(x₃,y₃)，(x₄,y₄)分别为两条阴影链路上的端点坐标；

步骤5：对阴影链路交点进行聚类，获取一些交点集合，每一个集合中的交点的坐标均值即为目标的位置坐标，作为初始时刻的目标坐标；

步骤6：重复步骤2,3,4,5，获取下一时刻目标定位阶段所有阴影链路交点的坐标；

步骤7：以上一时刻获取的目标的定位结果作为圆心，并预设一个半径阈值R_{TH_DIS}作为该圆的半径，做一个圆形区域作为空间滤波器；

步骤8：根据步骤7中所述空间滤波器对步骤6中所述的阴影链路的交点进行滤波，将位于该圆形区域外的交点删除，只保留圆形区域中的交点，保留的交点集合为X＝(x₁,x₂,...,x_N)，N为阴影链路交点的个数；

步骤9：将圆形区域内保留的交点进行加权获得目标的坐标：

优选地，步骤(7)中，所述的半径阈值参考需要定位的目标在单位时间内的运动距离d_Δt，该半径阈值小于单位时间的运动距离。