[發明專利]一種基于禁忌搜索的可見光定位方法

有效

• 申請號: 201711142400.6
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107994940B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 吳玉香;彭淇;關偉鵬
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04B10/079
• 分類號: H04B10/079;H04B10/116;H04W4/02;H04W4/33
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李斌<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種基于禁忌搜索的可見光定位方法，所述方法針對現有的三維室內可見光定位精度不高的問題，利用禁忌搜索算法對接收端進行定位，禁忌搜索算法采用禁忌策略限制搜索過程陷入局部最優來避免迂回搜索，同時引入特赦準則來釋放一些被禁忌的優良定位位置狀態，以保證搜索最優定位點過程的有效性和多樣性，使用禁忌搜索算法對接收端進行定位時，定位精度高，平均誤差優于現有的三維室內可見光定位。

技術領域

本發明涉及可見光定位領域，具體涉及一種基于禁忌搜索的可見光定位方法。

背景技術

全球定位系統(Global Positioning System，GPS)，是良好的戶外應用導航系統，在手機地圖服務、汽車導航、船舶和飛機等領域具有廣泛的應用，這很大程度上激勵了室內定位技術的發展。相較于GPS，利用可見光進行室內定位具有帶寬寬、通信速率高、不受電磁干擾、在通信的同時實現照明等優點。現有的可見光室內定位方法包括到達接受信號強度(RSS)、到達角度(AOA)、到達時間差(TDOA)等等。但是這一類方法都是用于已知定位點高度的二維定位。

現有的三維室內定位大多數是基于混合方法的定位，例如RSS和AOA的結合。但是這種混合方法計算復雜，精度也不高。因此現有的三維室內定位效果不盡如人意。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供了一種基于禁忌搜索的可見光定位方法，所述方法利用禁忌搜索的禁忌策略限制搜索過程陷入局部最優來避免迂回搜索，同時引入特赦準則來釋放一些被禁忌的優良定位位置狀態，以保證搜索最優定位點過程的有效性和多樣性，可實現高精度三維室內定位。

本發明的目的可以通過如下技術方案實現：

一種基于禁忌搜索的可見光定位方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1、位于室內頂部的4盞LED發出不同頻率的ID信息，不同頻率的ID信息經過光信道由接收端PD接收，檢測到不同LED到達接收端PD的光功率；

步驟2、根據本室內可見光定位系統的模型，初始化當前估計定位點坐標x_now＝(x_e,y_e,z_e)＝(0,0,0)和當前最佳定位點坐標x_best＝(x_b,y_b,z_b)＝(0,0,0)，設置上界x_u＝4，下界x_l＝0，禁忌長度l＝13，衰減因子scale＝1，最大迭代步數G_max＝2000，同時將禁忌表清空；

步驟3、計算當前估計定位點的適應度值fit，若fit＜1×10^-5，則輸出當前估計定位點坐標x_now作為最終定位點坐標，若適應度值不滿足fit＜1×10^-5，則判斷迭代步數是否達到最大，若未達到最大，則繼續以下步驟，若達到最大，轉步驟2；

步驟4、對衰減因子scale的值進行更新，scale＝scale*0.998，即衰減因子scale的值為上一循環中scale的值的0.998倍，當前估計定位點坐標為x_now＝(x_e,y_e,z_e)，設鄰域定位點坐標為其中j＝1、2、3……20，且：

其中，rand表示范圍為[-1，1]的隨機值，計算得到20個鄰域定位點x_near(j)的適應度值fit_near，選出適應度值fit_near最小的鄰域定位點作為候選定位點x_candidate；