[发明专利]一种基于接收信号强度的DOA估计方法

权利要求书

1.一种基于接收信号强度的DOA估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，场景中部署广角相机与RSSI接收器；

步骤S2，构建场景地图，并利用计算机视觉获取场景中的目标位置；

步骤S3，基于RSSI与距离的关系，求取目标置信度位置集合，并获取圆形图像特征表示图；

步骤S4，基于目标位置范围构建圆形分类区域，基于RSSI接收功率构建神经网络，利用神经网络实现圆形分类，获取DOA信息。

2.根据权利要求1所述的基于接收信号强度的DOA估计方法，其特征在于，所述步骤S1用于人员管控场景的部署，每个人员身上佩戴一个RSSI发送器，在场景的固定位置处部署一个天线阵列，用以获取RSSI信号，所述天线阵列在广角相机的监控范围内。

3.根据权利要求2所述的基于接收信号强度的DOA估计方法，其特征在于，所述步骤S2用于构建场景地图，得到管控场景下的地图，并利用计算机视觉获取场景中的人员位置，其具体方法步骤如下：

1)基于GIS平台进行构建场景地图，得到管控场景下的地图；

2)对获取的视频数据按帧进行3D目标检测，获取图像中存在的人员，得到其3D包围框表示，3D目标检测采用基于深度学习和单目视觉的网络模型，3D目标检测采用M3D-RPN、YOLO3D、SSD-6D或Mono3D++；

3)对相机图像进行透视变换得到相机的平面图像，根据相机图像地面四点与GIS地图四点计算单应性矩阵；

4)经过透视变换得到图像中每个人员的投影坐标集合，坐标系基于GIS地图的原点，所述投影坐标集合为图像中每个实例的3D包围框底面的四个角点所围成区域的中心点，中心点即作为该目标的位置，四个角点作为人员范围；

5)通过3D目标检测与透视变换确定人员在当前场景下的位置。

4.根据权利要求3所述的基于接收信号强度的DOA估计方法，其特征在于，所述步骤S3用于求取目标置信度位置集合，并获取圆形图像特征表示图，其具体方法步骤如下：

Ⅰ)根据Friis辐射公式获取每个传感器的接收功率，M个传感器组成一起，得到一个M*1维的RSS向量，基于RSSI接收信号强度指示进行定位，通过RSSI接受信号强度指示技术计算出盲节点和参考节点之间的距离，RSSI接受信号强度指示与距离的关系的方程为：

结合多个RSSI对DOA进行估计；

Ⅱ)基于天线阵列获取RSSI，基于RSSI获取天线阵列与RSSI发送器之间的距离D，所述RSSI发送器的坐标作为人员的坐标；

Ⅲ)在第一范围内进行可信度判断。

5.根据权利要求4所述的基于接收信号强度的DOA估计方法，其特征在于，所述第一范围可信度的判断方法如下：

A)连接GIS地图中天线阵列与第一范围内的第一范围与人员范围存在交集的各个人员的位置，得到连线；

B)若所有连线都不经过其它人员目标，则认为通信可信，即不存在通信阻碍，将第一范围圆线与人员范围存在交集的各个人员的坐标作为第一置信度人员坐标集合，同时直接进入步骤S4；

C)若第一范围圆线与人员范围存在交集的各个人员中存在通信阻碍，则存在通信阻碍的该人员可信度低，存在阻碍则该人员应距离第一范围更远，删除存在通信阻碍的人员坐标，最终得到第二置信度人员坐标集合；

D)通过上述RSSI接受信号强度指示与距离的关系的方程可知，其RSSI会变小，求取的距离会变大，因此获取第一范围内连线中经过人员范围的连线，最终得到第三置信度人员坐标集合；

E)所述通讯阻碍判断为：对GIS地图进行网格化，获取人员坐标集合中人员与天线阵列所经过的阻碍网格单元数量，所述阻碍网格单元表示网格单元与人员范围存在交集的单元，当连线经过的阻碍网格单元数量大于阈值G时，认为其存在通信阻碍；

F)获得第二置信度人员坐标集合、第三置信度人员坐标集合，合并为第一置信度人员坐标集合。