[發明專利]一種基于光強度變化的被動式室內定位方法及系統

在審

• 申請號: 201710079261.0
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN107064872A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 劉開華;張云蕾;馬永濤;張帥
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01S5/16
• 分類號: G01S5/16
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 程毓英

技術領域

本發明涉及室內定位技術領域，特別涉及一種基于光強度變化的被動式室內定位方法。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，特別是智能化概念的提出，定位技術受到了國內外專家學者的廣泛關注，與定位技術相關的新業務也不斷出現。定位技術的應用領域十分廣泛，包含軍事、制造業、商業、搶險救災等多個方面。基于位置的服務(LBS)已成為研究的熱點之一，且具有廣泛的市場空間。世界上著名的定位系統包括美國的全球定位系統(GPS)、俄羅斯的格洛納斯衛星導航系統(GLONASS)以及中國的北斗衛星導航系統等。但是，這些定位系統只在室外的環境下擁有良好的定位精度。在室內，由于環境復雜、建筑物的遮擋、障礙物多以及人員的走動等原因，上述定位系統無法實現準確定位，滿足不了人們在室內環境下的定位需求。

目前室內定位技術可以分為主動式定位和被動式定位兩個方面。主動式定位要求被定位的目標具備接收電磁波信號，發射電磁波信號，或者發射、接收其他信息的能力，例如WIFI信號強度信息定位、地磁強度信息定位、慣性導航室內定位、RFID室內定位、可見光室內定位等。被動式定位不要求被定位的目標具有上述能力，而是根據被定位目標對環境參數產生的影響獲取目標的位置。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于光強度變化的被動式室內定位方法，該方法根據被定位目標對其臨近區域內光強度的影響程度獲取目標位置，實現復雜度低，方便大規模覆蓋，具有廣泛的應用范圍和良好的應用前景。并提供一種實現上述方法的定位系統。技術方案如下：

一種基于光強度變化量的被動式室內定位方法，包括下列步驟：

1)將室內環境劃分成子區域，在各個子區域內布設感知光線強度的光敏傳感器，構建光敏傳感器網絡，以利用光敏傳感器實時監測其周圍環境的光線強度信息，每個光敏傳感器位于網絡中的一個節點上。

2)由光敏傳感器實時感知光線強度信息，并發送到匯聚節點，匯聚節點將所有節點采集的光線強度信息上傳到上位機。

3)上位機將當前各個節點的光線強度信息與其上一個時刻的信息作對比，并提取光線強度信息變化超過閾值的節點。

4)若只有一個節點的光線強度信息變化量超過閾值，則認為目標處于該節點所在的網格內；若多個節點的光線強度變化量超過閾值，則根據這些節點的位置和光線強度變化量，得到目標位置。

優選地，步驟4)采用加權KNN算法，將所有受到影響的網格的中心點的坐標根據與之對應的光線強度變化的大小進行加權處理，并得到目標的位置信息。

本發明還提供一種實現上述定位方法的被動式室內定位系統，在根據室內環境劃分的各個子區域內布設感知光線強度的光敏傳感器，構建，以利用光敏傳感器實時監測其周圍環境的光線強度信息，每個光敏傳感器位于網絡中的一個節點上包括：光敏傳感器網絡，所述的光敏傳感器網絡布設在室內，由各個光敏傳感器節點構成，所述光敏傳感器節點用于感知光線強度；信息匯聚節點，所述匯聚節點用于收集所有光敏傳感器采集到的光線強度信息，并將其發送給上位機；上位機，所述上位機用于運行定位算法，并根據光敏傳感器采集到的光線強度變化信息和傳感器的布設情況確定目標的位置。

優選地，所述的定位算法采用加權KNN算法，將所有受到影響的網格的中心點的坐標根據與之對應的光線強度變化的大小進行加權處理，并得到目標的位置信息。

附圖說明

圖1為本發明一個實施的場景示意圖。

圖2為本發明實施例的基于光強度變化量的被動式室內定位方法流程框圖。

圖3為發明一個實施的傳感器硬件模塊示意圖。

具體實施方式

由于被定位目標在室內時必然會對一部分光線產生遮擋，導致在其臨近的一定區域內的光強度受到影響，產生陰影。因此可以基于室內環境不同區域內中光強度的變化情況對目標進行定位。若被定為目標在室內移動，則根據實時感知的光強度信息變化情況，實現對目標的定位和跟蹤。基于臨近關系的定位技術有很好的覆蓋性和可靠性，且定位算法簡單，響應時間短，這些優點是主動式定位技術不具備的。

為了進一步說明本發明，下面結合圖1和圖2給出一個具體實例。本實例僅限于說明本發明的一種實施方法，不代表對本發明覆蓋范圍的限制。