[發明專利]一種基于蝎子微振動定位機理的活動軌跡定位方法及系統

有效

• 申請號: 201910532786.4
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110097171B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 侯濤;王柯;韓志武;劉富;劉云;張俊秋;牛士超;趙宇峰;王躍橋
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06N3/02
• 分類號: G06N3/02
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;朱陽波

本發明公開了一種基于蝎子微振動定位機理的活動軌跡定位方法及系統，所述方法包括以下步驟：建立仿蝎子感覺神經元的一級神經元模型，將傳感器接收到的振動信號轉換為脈沖信號；建立仿蝎子突觸的可塑性突觸模型，根據脈沖信號得到突觸電導；建立二級神經元模型，根據突觸電導發射二級神經元脈沖估計振源方位。本發明模仿蝎子精準定位獵物，這一生物功能的定位技術。利用脈沖神經網絡將到達不同接收器的振動信號進行聯合編碼，通過建立神經元之間的突觸連接，實現神經元之間的信息傳遞，從而得到振源信號的方位信息。

技術領域

本發明涉及仿生感知與信息處理技術領域，尤其涉及的是一種基于蝎子微振動定位機理的活動軌跡定位方法及系統。

背景技術

定位是位置服務、萬物互聯、人工智能和未來超智能(機器人+人類)應用的核心技術之一。目前，應用最廣泛的位置服務系統為全球衛星導航系統(GNSS，Global NavigationSatellites Systems)，在室外開闊環境下動態定位精度可達亞米級。然而，衛星信號會受到阻擋和多徑傳播等不利因素的影響，使全球衛星導航系統在高樓聳立的“城市峽谷”或者建筑物室內中無法達到良好的定位效果，從而限制了該系統在室內環境中的使用和發展。而人們的日常活動超過80％的時間是在室內完成的，因此，應運而生了諸多不同的室內定位方案。現有技術中傳統室內定位方法數據處理的步驟多，定位時間長，定位速度慢。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種基于蝎子微振動定位機理的活動軌跡定位方法及系統，旨在解決現有技術中傳統室內定位方法定位速度慢的問題。

本發明解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種基于蝎子微振動定位機理的活動軌跡定位方法，其中，包括以下步驟：

建立仿蝎子感覺神經元的一級神經元模型，將傳感器接收到的振動信號轉換為脈沖信號；

建立仿蝎子突觸的可塑性突觸模型，根據脈沖信號得到突觸電導；

建立二級神經元模型，根據突觸電導發射二級神經元脈沖估計振源方位。

所述的基于蝎子微振動定位機理的活動軌跡定位方法，其中，所述建立仿蝎子感覺神經元的一級神經元模型，將傳感器接收到的振動信號轉換為脈沖信號，包括：

根據蝎子體表生物感受器的分布確定神經元的偏好方向；

計算傳感器接收的振動信號的相位信息；

根據相位信息得到脈沖發射強度函數；

對振動信號建立若干個泊松神經元，并根據脈沖發射強度函數進行脈沖發射；

根據脈沖發射概率得到服從泊松分布的泊松神經元脈沖隊列。

所述的基于蝎子微振動定位機理的活動軌跡定位方法，其中，所述相位信息為

其中，y_k(t)為第k個傳感器在t時刻接收到的振動信號，k＝1,2,…,8；

所述脈沖發射強度函數為

λ_k(t)＝2πλ₀p(θ_k(t))

其中，λ₀表示平均脈沖發射量，p(·)表示馮·米塞斯分布，α為分布集中參數，B₀(α)為α的零階修正貝塞爾函數；

所述脈沖發射概率為