[發明專利]一種基于毫米波機器人的反射物定位方法及裝置

有效

• 申請號: 201910267288.1
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN109991569B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 周安福;馬華東;楊紹元;楊毅;范譽航
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 丁蕓;馬敬

1.一種基于毫米波機器人的反射物定位方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟A，獲取接收端的第一反射路徑的信號強度RSS及發射端的第二發射路徑的RSS；所述第一反射路徑為接收端的各反射路徑，所述第二發射路徑為發射端的各發射路徑；所述第一反射路徑的RSS是所述機器人的發射端按照預設的發射角向外部環境發射毫米波信號，在所述接收端測量得到的；所述第二發射路徑的RSS是所述機器人的所述接收端按照所述預設的發射角向外部環境發射毫米波信號，在所述發射端測量得到的；每個反射路徑有一個入射角，每個發射路徑有一個發射角；

步驟B，在按照預設的旋轉角度遞增的方式，所述機器人旋轉一個圓周的情況下，針對同一旋轉角度，分別確定第一相關系數及第二相關系數；

其中，所述第一相關系數為接收端的RSS序列與第一反射路徑的RSS之間的相關系數；所述第二相關系數為發射端的RSS序列與第二發射路徑的RSS之間的相關系數；所述接收端的RSS序列包含預設個元素，每個元素是所述毫米波信號的每個波束模式下，第一反射路徑的RSS的貢獻分量之和；所述發射端的RSS序列包含預設個元素，每個元素是每個波束模式下，第二發射路徑的RSS的貢獻分量之和；

步驟C，將接收端的RSS序列與第一反射路徑的RSS的相關系數，與發射端的RSS序列與第二發射路徑的RSS的相關系數求和；

步驟D，在所述和超過閾值的情況下，將第一反射路徑的入射角確定為目標入射角，并且將第二發射路徑的發射角，確定為目標反射角；

步驟E，將目標入射角對應的第一反射路徑確定為目標反射路徑，并且將目標發射角對應的第二反射路徑確定為目標發射路徑；

步驟F，從第一反射路徑中，去掉目標反射路徑，得到剩余反射路徑，并且從第二反射路徑中，去掉目標發射路徑，得到剩余發射路徑；

步驟G，從接收端的RSS序列中，刪除目標反射路徑的RSS的貢獻分量，得到接收端的剩余RSS序列，并且從發射端的RSS序列中，刪除目標發射路徑的RSS的貢獻分量，得到發射端的剩余RSS序列；

步驟H，判斷接收端的剩余RSS序列與剩余反射路徑的RSS的相關系數是否小于預設閾值，如果否，使用接收端的剩余RSS序列更新接收端的RSS序列，使用剩余反射路徑更新第一反射路徑，使用發送端的剩余RSS序列更新發送端的RSS序列，使用剩余發射路徑更新第一發射路徑，返回繼續執行步驟C至步驟H，直至接收端的剩余RSS序列與剩余反射路徑的RSS的相關系數小于預設系數閾值；

步驟I，根據所有目標入射角對應的目標反射路徑，確定反射物的位置；

其中，所述根據所有目標入射角對應的目標反射路徑，確定反射物的位置，包括：

確定所有目標反射路徑進行聚類的簇個數；

根據每個目標反射路徑的RSS和目標入射角的大小，使用PCA主元分析聚類算法對所述目標反射路徑進行聚類，獲得與所述簇個數相等的簇；

將獲得的所有簇中的同一簇內目標反射路徑的匯聚點，確定反射物的虛擬位置；

將所述反射物的虛擬位置與所述發射端連線的垂直線，與所述反射物的虛擬位置與所述接收端連線相交的交點位置，確定為所述反射物的位置。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在按照預設的旋轉角度遞增的方式，所述機器人旋轉一個圓周的情況下，針對同一旋轉角度，分別確定第一相關系數及第二相關系數，包括：

使用相關系數公式，在按照預設的旋轉角度遞增的方式，機器人旋轉一個圓周的情況下，針對同一旋轉角度，確定第一相關系數及第二相關系數；

其中，相關系數公式為K(x，y)代表相關系數，x和y分別代表輸入變量，cov(x，y)為x與y的協方差，var[y]代表x的方差，var[y]代表y的方差。