[发明专利]一种室内运动目标定位追踪方法

说明书

本发明提出了一种室内运动目标定位追踪方法，其特征在于，三个金属电极靠近房屋上方边缘处并呈等腰直角三角形放置，极板平面朝下，以三个电极为顶点构成的矩形区域应覆盖尽量大的室内空间，该区域为有效室内探测区域；当目标在空间内运动时，通过读取某一时间点金属电极所连接的三路通道输出信号幅度比，可以计算出该时间点目标所在的二维位置坐标；通过计算多个时间点的二维位置坐标，可以确定目标的运动路径。该方法显著优势在于基于电荷感应的被动式定位和追踪方法，目标无需携带任何标签或设备，不受光线影响，抗遮挡能力强，仅需三个探测端即可实现目标的定位和追踪，设备复杂度低，算法简单。

技术领域

本发明涉及一种室内运动目标定位追踪方法。

背景技术

随着社会的进步和现代科技的不断发展，对于实现室内定位的需求逐渐体现在商场、公寓、办公室等各个场景中。目前现有的室内定位的主流技术有WiFi定位技术，蓝牙信标技术，射频识别技术，红外技术，超声波技术等。

WiFi定位技术主要通过做WiFi指纹采集，事先记录巨量的确定位置点的信号强度，当用户持有智能手机时，通过用新加入的设备的信号强度对比拥有巨量数据的数据库，来确定位置。该方法虽然可以实现复杂的大范围定位，但采集工作需要大量的人员来进行，并且要定期进行维护，技术难以扩展。蓝牙信标技术与WiFi技术的区别不是太大，精度比WiFi稍高一些且不受视距影响，功耗低，但对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大且蓝牙器件价格比较昂贵。射频识别技术的基本原理是，通过一组固定的阅读器读取目标标签的特征信息(如身份ID、接收信号强度等)，采用近邻法、多边定位法、接收信号强度等方法确定标签所在位置。该技术可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且传输范围很大。但该技术抗干扰能力较差，也不便于整合到其他系统之中。红外技术通过多对发射器和接收器织成的红外线网覆盖待测空间，直接对运动目标进行定位。该方法不需要定位对象携带任何终端或标签，隐蔽性强。但要实现精度较高的定位需要部署大量红外接收和发射器，成本非常高。超声波定位系统由一个主测距器和若干接收器组成，主测距仪可放置在待测目标上，接收器固定于室内环境中。定位时，向接收器发射同频率的信号，接收器接收后又反射传输给主测距器，根据回波和发射波的时间差计算出距离，从而确定位置。超声波定位整体定位精度较高，结构简单。但受多径效应和非视距传播影响很大，且超声波频率受多普勒效应和温度影响，同时也需要大量基础硬件设施，成本较高。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提出一种新的室内运动目标定位追踪方法。为实现上述发明目的，本发明提出的技术方案为：

一种室内运动目标定位追踪方法，其特征在于，三个金属电极靠近室内上方边缘处并呈等腰直角三角形放置，极板平面朝下，以三个电极为顶点构成的矩形区域应覆盖尽量大的室内空间，该区域为有效室内探测区域；当目标在空间内运动时，通过读取某一时间点金属电极所连接的三路通道输出信号幅度比，可以计算出该时间点目标所在的二维位置坐标；通过计算多个时间点的二维位置坐标，可以确定目标的运动路径。

一种室内运动目标定位追踪方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)在室内上方靠近边缘处放置三个金属电极，电极面积均为A，极板平面朝下，电极中心连线构成边长为d的等腰直角三角形，以三个电极为顶点构成的矩形区域应覆盖尽量大的室内空间，该区域为有效室内探测区域；

2)以位于直角位置处的金属极板为坐标系原点，该极板设为极板1，经过极板1、2的直线为x轴，经过极板1、3的直线为y轴，z轴方向竖直向下，建立空间直角坐标系；

3)当目标在某一位置原地运动或运动至某一位置时，设该位置坐标为(x，y，h)，h为目标与极板平面的垂直距离，由于目标是在地面运动，h为一定值且与定位结果无关；

4)将三个金属电极分别接入电荷传感器，电荷传感器均和采集处理模块连接，根据电荷感应原理，金属电极接入电荷传感器后的三路输出信号分别为：