[發(fā)明專利]一種基于雙階段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可見光定位方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010192442.6
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111458681B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧?yán)?/a>;戚寶劍;曹子偲;劉德明
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G01S5/16
• 分類號: G01S5/16;H04B10/079;H04B10/116;G06N3/04
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種基于雙階段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可見光定位方法，其特征在于，包括：

S1.在設(shè)定的信噪比環(huán)境下采集的可見光功率數(shù)據(jù)作為輸入，將預(yù)先采集的坐標(biāo)數(shù)據(jù)作為期望輸出對第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到初步定位模型；所述初步定位模型用于根據(jù)不同信噪比環(huán)境下的可見光功率數(shù)據(jù)，輸出帶偏差的坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

S2.將不同信噪比環(huán)境下采集的可見光功率數(shù)據(jù)，輸入訓(xùn)練好的初步定位模型，得到帶偏差的坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

S3.將所述帶偏差的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與設(shè)定信噪比環(huán)境下對應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)相減，得到坐標(biāo)誤差數(shù)據(jù)；

S4.將不同信噪比環(huán)境下采集的可見光功率數(shù)據(jù)作為輸入，將不同信噪比環(huán)境對應(yīng)的坐標(biāo)誤差數(shù)據(jù)作為期望輸出對第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到坐標(biāo)補(bǔ)償模型；所述坐標(biāo)補(bǔ)償模型，用于根據(jù)不同信噪比環(huán)境下的可見光功率數(shù)據(jù)，得到對應(yīng)的坐標(biāo)誤差值；

S5.將待定位的可見光功率數(shù)據(jù)分別輸入訓(xùn)練好的初步定位模型和坐標(biāo)補(bǔ)償模型，得到帶偏差的坐標(biāo)數(shù)據(jù)N'_out和坐標(biāo)誤差值△N_out，兩者相加得到修正后的可見光位置坐標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙階段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可見光定位方法，其特征在于，步驟S1對第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，具體包括，在設(shè)定的信噪比環(huán)境A下，將來自平面三個不同位置的可見光功率數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理作為第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，將對應(yīng)位置處預(yù)先采集的坐標(biāo)數(shù)據(jù)作為第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的期望輸出，對第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到初步定位模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于雙階段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可見光定位方法，其特征在于，步驟S2具體包括，在信噪比環(huán)境B下，將來自所述平面三個不同位置的可見光功率數(shù)據(jù)輸入訓(xùn)練好的初步定位模型，得到帶偏差的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于雙階段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可見光定位方法，其特征在于，步驟S3具體包括，將信噪比環(huán)境B下不同位置處的帶偏差的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與信噪比環(huán)境A下對應(yīng)位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行相減，得到對應(yīng)位置的坐標(biāo)誤差值。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于雙階段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可見光定位方法，其特征在于，所述第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入與輸出關(guān)系為：

其中，N'_out為第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出；N_in為第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入；f(·)表示sigmoid函數(shù)；ω_im表示第3層里第i個節(jié)點(diǎn)與輸出層里第m個節(jié)點(diǎn)的連接權(quán)重；ω_ji表示第2層里第j個節(jié)點(diǎn)與第3層里第i個節(jié)點(diǎn)的連接權(quán)重；ω_kj表示第1層里第k個節(jié)點(diǎn)與第2層里第j個節(jié)點(diǎn)的連接權(quán)重；b_1k,b_2j,b_3i表示第1,2,3層里第k,j,i個節(jié)點(diǎn)的輸出的偏置參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于雙階段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可見光定位方法，其特征在于，所述第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練誤差在1cm以內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙階段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可見光定位方法，其特征在于，所述第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入與輸出關(guān)系為：

其中，△N_out為第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出；N″_in為第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入；f(·)表示sigmoid函數(shù)；ω_im表示第3層里第i個節(jié)點(diǎn)與輸出層里第m個節(jié)點(diǎn)的連接權(quán)重；ω_ji表示第2層里第j個節(jié)點(diǎn)與第3層里第i個節(jié)點(diǎn)的連接權(quán)重；ω_kj表示第1層里第k個節(jié)點(diǎn)與第2層里第j個節(jié)點(diǎn)的連接權(quán)重；b_1k,b_2j,b_3i表示第1,2,3層里第k,j,i個節(jié)點(diǎn)的輸出的偏置參數(shù)。

8.一種基于雙階段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可見光定位系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)采用如權(quán)利要求1至7任一項所述的基于雙階段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可見光定位方法。