[發明專利]一種基于電容近感探測的室內定位方法

有效

• 申請號: 201811239806.0
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109269503B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 宋承天;龐志華;曹潤剛;賀震
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 北京慧智興達知識產權代理有限公司 11615
• 代理人: 韓龍;張曉龍

本發明公開了一種基于電容近感探測的室內定位方法，屬于定位技術領域。本發明方法包括如下步驟：將被監測區域劃分為若干區域并編號，布設一維電容近感探測器；采集目標在各編號區域時的數據；訓練所有數據，建立K最近鄰分類模型；目標再次進入被監測區域時，利用建立的模型得到目標位置編號，從而實現定位。本發明方法具有使用方便、功耗低、抗電磁干擾、成本低等優勢，能夠克服現有室內定位技術的缺陷，采用機器學習的方法具有良好的定位效果。

技術領域

本發明屬于室內定位技術領域，涉及一種基于電容近感探測的室內定位方法。

背景技術

中國社會人口結構在悄然老化，為了滿足新形勢下的老年人的養老需求，新型老年公寓應用而生。為了在老年公寓中實現對老年人更安全的看護，需要將智能化概念引入老年公寓的設計中。其中室內定位技術可以完成對老人的意外情況發生的監測，如跌倒、暈倒等。

現階段常用的室內定位方法可以分為需要輔助設備和無需輔助設備兩種。Wi-Fi、Zigbee、RFID、藍牙、超寬帶等定位技術需要攜帶智能手機、電子標簽或對應技術的客戶終端才能實現目標定位。無需輔助設備的方法如超聲波、紅外織網等定位技術等通過提前布設信號收發裝置，當目標進入監測區域是對信號造成遮擋或屏蔽，進而實現定位。其中，基于熱釋電紅外傳感的定位方法，僅對具有一定溫度的熱源敏感，能實現被動探測，無需額外的紅外發生裝置。另外，還可通過視頻圖像監控識別的方法實現室內目標定位。

目前常用的室內定位技術在某些方面滿足了人們的定位需求，但是，這些定位技術存在定位精度低、使用不便、功耗大、易受干擾以及成本高等缺陷，在使用上受到了限制。攜帶輔助設備在長期的醫療監護中不方便，會讓目標感到不舒服，也可能被目標遺忘。在使用超聲波定位技術時，考慮到長期置身其中可能會對健康造成不良影響。實現紅外織網定位系統，需要大面積鋪設信號收發裝置，以實現較高精度的定位，成本高。而基于視頻圖像的室內定位方法又涉及到侵犯個人隱私的問題。在實現熱釋電紅外定位時，室內光源、一些普通熱源都會對紅外接收器造成干擾，進而使定位效果變差。

提出的一種解決該問題的方法是采用電容近感探測技術，電容近感探測具有使用方便、功耗低、抗電磁干擾、成本低等優勢，能夠克服現有室內定位技術的缺陷，可應用于醫療、養老等監護領域，對人體實現區域定位和安全監護。

目前電容近感技術常見于移動設備觸摸屏的應用以及手勢識別的應用，還沒有用于室內定位。電容近感測量裝置通常由發射電極和感應電極組成，發射電極由正弦波驅動，與感應電極形成結構電容C0，與目標形成電容C1，感應電極與目標形成電容C2，則電極間的總電容為：

當目標與電極間的距離d發生改變Δd時，C1和C2也會產生相應變化，進而總電容C改變ΔC。

發明內容

本發明的目的是為了克服已有技術的缺陷，為了解決攜帶輔助設備的不便、成本高、侵犯隱私和定位系統易受干擾的問題，提出一種基于電容近感探測的室內定位方法。

本發明基于電容近感探測的室內定位方法包括如下步驟：

S1：將被監測區域劃分為若干區域并編號，布設一維電容近感探測器。

S2：一維電容近感探測器采集目標在各編號區域時的數據，并將數據發送至定位控制器。

S3：定位控制器訓練所有數據，建立K最近鄰分類模型，實現目標位置的精確分類。

S4：目標再次進入被監測區域時，一維電容近感探測器將采集的數據發送至定位控制器。

S5：定位控制器利用S3中建立K最近鄰分類模型得到目標位置編號，從而實現定位。

作為優選，所述的一維電容近感探測器包括振蕩器單元、發射電極、感應電極、檢波單元、模數轉換單元、微控制單元。