[发明专利]一种基于禁忌搜索的可见光定位方法

说明书

本发明公开了一种基于禁忌搜索的可见光定位方法，所述方法针对现有的三维室内可见光定位精度不高的问题，利用禁忌搜索算法对接收端进行定位，禁忌搜索算法采用禁忌策略限制搜索过程陷入局部最优来避免迂回搜索，同时引入特赦准则来释放一些被禁忌的优良定位位置状态，以保证搜索最优定位点过程的有效性和多样性，使用禁忌搜索算法对接收端进行定位时，定位精度高，平均误差优于现有的三维室内可见光定位。

技术领域

本发明涉及可见光定位领域，具体涉及一种基于禁忌搜索的可见光定位方法。

背景技术

全球定位系统(Global Positioning System，GPS)，是良好的户外应用导航系统，在手机地图服务、汽车导航、船舶和飞机等领域具有广泛的应用，这很大程度上激励了室内定位技术的发展。相较于GPS，利用可见光进行室内定位具有带宽宽、通信速率高、不受电磁干扰、在通信的同时实现照明等优点。现有的可见光室内定位方法包括到达接受信号强度(RSS)、到达角度(AOA)、到达时间差(TDOA)等等。但是这一类方法都是用于已知定位点高度的二维定位。

现有的三维室内定位大多数是基于混合方法的定位，例如RSS和AOA的结合。但是这种混合方法计算复杂，精度也不高。因此现有的三维室内定位效果不尽如人意。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种基于禁忌搜索的可见光定位方法，所述方法利用禁忌搜索的禁忌策略限制搜索过程陷入局部最优来避免迂回搜索，同时引入特赦准则来释放一些被禁忌的优良定位位置状态，以保证搜索最优定位点过程的有效性和多样性，可实现高精度三维室内定位。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种基于禁忌搜索的可见光定位方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1、位于室内顶部的4盏LED发出不同频率的ID信息，不同频率的ID信息经过光信道由接收端PD接收，检测到不同LED到达接收端PD的光功率；

步骤2、根据本室内可见光定位系统的模型，初始化当前估计定位点坐标x_now＝(x_e,y_e,z_e)＝(0,0,0)和当前最佳定位点坐标x_best＝(x_b,y_b,z_b)＝(0,0,0)，设置上界x_u＝4，下界x_l＝0，禁忌长度l＝13，衰减因子scale＝1，最大迭代步数G_max＝2000，同时将禁忌表清空；

步骤3、计算当前估计定位点的适应度值fit，若fit＜1×10^-5，则输出当前估计定位点坐标x_now作为最终定位点坐标，若适应度值不满足fit＜1×10^-5，则判断迭代步数是否达到最大，若未达到最大，则继续以下步骤，若达到最大，转步骤2；

步骤4、对衰减因子scale的值进行更新，scale＝scale*0.998，即衰减因子scale的值为上一循环中scale的值的0.998倍，当前估计定位点坐标为x_now＝(x_e,y_e,z_e)，设邻域定位点坐标为其中j＝1、2、3……20，且：

其中，rand表示范围为[-1，1]的随机值，计算得到20个邻域定位点x_near(j)的适应度值fit_near，选出适应度值fit_near最小的邻域定位点作为候选定位点x_candidate；