[發明專利]無線層析成像用網格像素衰減值確定方法

有效

• 申請號: 201710643584.8
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107422296B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 朱春華;陳岳;楊靜;楊鐵軍;樊超;傅洪亮
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: G01S5/00
• 分類號: G01S5/00;H04B17/318
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 崔衛琴

無線層析成像用網格像素衰減值確定方法，該方法依次包括如下步驟：（1）設置無線傳感器節點，劃分網格像素；（2）確定校準狀態下監控區域的RSS值為p；（3）網格像素權重值確定：（4）網格像素接收信號強度確定；（5）網格像素衰減值確定。通過以上步驟（1）（2）（3）（4）（5）最終可以得出網格像素衰減值，再根據該衰減值實現圖像重建，最終給目標定位提供依據。本發明提供了一種自適應網格像素權重值確定方法，根據該方法可以實現自適應選擇網格像素數目和范圍，從而提高重建圖像目標辨識度，特別是噪聲干擾嚴重時效果更加明顯，有利于目標精確定位。

技術領域

本發明屬于無線層析成像技術領域，尤其涉及一種無線層析成像用網格像素衰減值確定方法。

背景技術

無線層析成像技術（Radio TomograPhic Imaging , RTI）是美國Utah大學的NealPatwari 和Joey Wilson所提出，該技術的提出為無源目標定位提供了新思路。無源定位不需要目標佩帶電子標簽，只需在監測區域周圍布置傳感器。傳統的定位算法有網格定位算法、粒子濾波算法和RTI。幾種算法中，網格定位算法傳感器需要布置在天花板上，緊急情況下不適用，粒子濾波算法需要多次迭代求得最優解，實時性差。相比以上兩種算法，RTI實現過程簡單、系統功耗小，計算量輕，適用場景廣泛。

RTI技術通過測量不同傳感器節點通信鏈路穿透目標時的接收信號強度（received signal strength，RSS）值，運用一定的數學模型處理測量數據，來反演目標位置。RTI技術中，關鍵的一步在于網格像素權重矩陣的確定，權重的確定需要用橢圓模型，但是，變化離心率橢圓模型在通信鏈路焦距短時，覆蓋像素區域較多，造成定位不精確問題，影響使用效果。

發明內容

本發明旨在提供一種自適應選擇的、有效降低噪聲干擾的無線層析成像用網格像素衰減值確定方法。

為解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：無線層析成像用網格像素衰減值確定方法，該方法依次包括如下步驟：

（1）監測區域周圍設置無線傳感器節點，再對監測區域進行網格劃分；

（2）通信鏈路校準，記校準狀態下監控區域的RSS值為P；

（3）網格像素權重值確定：

（1）

式中，是第j個網格像素對第i條通信鏈路的權重值；d_i是兩傳感器節點的距離；是兩傳感器節點的距離的平方根；d(1)，d(2)為第j個網格像素中心點到兩傳感器節點的距離；為歸一化橢圓模型參數；

（4）網格像素接收信號強度確定；

（2）

其中，為所有通信鏈路RSS變化的矩陣，為所有網格像素的衰減量矩陣，n為通信鏈路測量噪聲矩陣，為權重矩陣；

（5）網格像素衰減值確定；

（3）

式中，Q為Tikhonov矩陣；為所有通信鏈路RSS變化的矩陣；W為權重矩陣；為所有網格像素的衰減量矩陣。