[发明专利]一种基于光强度变化的被动式室内定位方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，特别涉及一种基于光强度变化的被动式室内定位方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，特别是智能化概念的提出，定位技术受到了国内外专家学者的广泛关注，与定位技术相关的新业务也不断出现。定位技术的应用领域十分广泛，包含军事、制造业、商业、抢险救灾等多个方面。基于位置的服务(LBS)已成为研究的热点之一，且具有广泛的市场空间。世界上著名的定位系统包括美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)以及中国的北斗卫星导航系统等。但是，这些定位系统只在室外的环境下拥有良好的定位精度。在室内，由于环境复杂、建筑物的遮挡、障碍物多以及人员的走动等原因，上述定位系统无法实现准确定位，满足不了人们在室内环境下的定位需求。

目前室内定位技术可以分为主动式定位和被动式定位两个方面。主动式定位要求被定位的目标具备接收电磁波信号，发射电磁波信号，或者发射、接收其他信息的能力，例如WIFI信号强度信息定位、地磁强度信息定位、惯性导航室内定位、RFID室内定位、可见光室内定位等。被动式定位不要求被定位的目标具有上述能力，而是根据被定位目标对环境参数产生的影响获取目标的位置。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于光强度变化的被动式室内定位方法，该方法根据被定位目标对其临近区域内光强度的影响程度获取目标位置，实现复杂度低，方便大规模覆盖，具有广泛的应用范围和良好的应用前景。并提供一种实现上述方法的定位系统。技术方案如下：

一种基于光强度变化量的被动式室内定位方法，包括下列步骤：

1)将室内环境划分成子区域，在各个子区域内布设感知光线强度的光敏传感器，构建光敏传感器网络，以利用光敏传感器实时监测其周围环境的光线强度信息，每个光敏传感器位于网络中的一个节点上。

2)由光敏传感器实时感知光线强度信息，并发送到汇聚节点，汇聚节点将所有节点采集的光线强度信息上传到上位机。

3)上位机将当前各个节点的光线强度信息与其上一个时刻的信息作对比，并提取光线强度信息变化超过阈值的节点。

4)若只有一个节点的光线强度信息变化量超过阈值，则认为目标处于该节点所在的网格内；若多个节点的光线强度变化量超过阈值，则根据这些节点的位置和光线强度变化量，得到目标位置。

优选地，步骤4)采用加权KNN算法，将所有受到影响的网格的中心点的坐标根据与之对应的光线强度变化的大小进行加权处理，并得到目标的位置信息。

本发明还提供一种实现上述定位方法的被动式室内定位系统，在根据室内环境划分的各个子区域内布设感知光线强度的光敏传感器，构建，以利用光敏传感器实时监测其周围环境的光线强度信息，每个光敏传感器位于网络中的一个节点上包括：光敏传感器网络，所述的光敏传感器网络布设在室内，由各个光敏传感器节点构成，所述光敏传感器节点用于感知光线强度；信息汇聚节点，所述汇聚节点用于收集所有光敏传感器采集到的光线强度信息，并将其发送给上位机；上位机，所述上位机用于运行定位算法，并根据光敏传感器采集到的光线强度变化信息和传感器的布设情况确定目标的位置。

优选地，所述的定位算法采用加权KNN算法，将所有受到影响的网格的中心点的坐标根据与之对应的光线强度变化的大小进行加权处理，并得到目标的位置信息。

附图说明

图1为本发明一个实施的场景示意图。

图2为本发明实施例的基于光强度变化量的被动式室内定位方法流程框图。

图3为发明一个实施的传感器硬件模块示意图。

具体实施方式

由于被定位目标在室内时必然会对一部分光线产生遮挡，导致在其临近的一定区域内的光强度受到影响，产生阴影。因此可以基于室内环境不同区域内中光强度的变化情况对目标进行定位。若被定为目标在室内移动，则根据实时感知的光强度信息变化情况，实现对目标的定位和跟踪。基于临近关系的定位技术有很好的覆盖性和可靠性，且定位算法简单，响应时间短，这些优点是主动式定位技术不具备的。

为了进一步说明本发明，下面结合图1和图2给出一个具体实例。本实例仅限于说明本发明的一种实施方法，不代表对本发明覆盖范围的限制。