[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的UWB TOF定位測(cè)距方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210525445.6
• 申請(qǐng)日: 2022-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN114994652A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周成華;陳亞飛;成飛;趙守偉;王德喜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京亞沙通信技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01S13/08
• 分類號(hào): G01S13/08;G06N20/00;G08B21/24;H04W4/029
• 代理公司: 江蘇長(zhǎng)德知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32478
• 代理人: 陳飛

1.一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的UWB TOF定位測(cè)距方法，其特征在于，包括：

對(duì)養(yǎng)殖戶區(qū)域進(jìn)行劃分以及編號(hào)，得到養(yǎng)殖劃分集；養(yǎng)殖劃分集包括若干個(gè)養(yǎng)殖平原區(qū)域；

對(duì)養(yǎng)殖劃分集中不同的養(yǎng)殖平原區(qū)域進(jìn)行模塊化處理，得到養(yǎng)殖平原模塊集；

對(duì)養(yǎng)殖平原模塊集進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲取養(yǎng)殖平原模塊集中不同區(qū)域的野生動(dòng)物流量信息、養(yǎng)殖動(dòng)物流量信息和養(yǎng)殖動(dòng)物距離信息；

其中，對(duì)野生動(dòng)物流量信息進(jìn)行特征提取，得到第一提取集；分別對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物流量信息進(jìn)行特征提取，得到第二提取集，對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物距離信息進(jìn)行特征提取，得到第三提取集；

對(duì)第一提取集、第二提取集和第三提取集進(jìn)行訓(xùn)練計(jì)算，得到第一訓(xùn)練集、第二訓(xùn)練集和第三訓(xùn)練集；

根據(jù)第一訓(xùn)練集、第二訓(xùn)練集和第三訓(xùn)練集對(duì)不同區(qū)域的野生動(dòng)物流量信息、養(yǎng)殖動(dòng)物流量信息及養(yǎng)殖動(dòng)物距離信息進(jìn)行預(yù)警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的UWB TOF定位測(cè)距方法，其特征在于，獲取養(yǎng)殖平原模塊集的具體步驟包括：

獲取養(yǎng)殖平原區(qū)域，并建立UWB養(yǎng)殖基站，且根據(jù)UWB養(yǎng)殖基站的距離，將養(yǎng)殖平原區(qū)域附近劃分成危險(xiǎn)區(qū)域和安全區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的UWB TOF定位測(cè)距方法，其特征在于，對(duì)野生動(dòng)物流量信息和養(yǎng)殖動(dòng)物流量信息進(jìn)行特征提取的具體步驟包括：

獲取預(yù)設(shè)的監(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)對(duì)出現(xiàn)在安全區(qū)域以及危險(xiǎn)區(qū)域中的野生動(dòng)物的數(shù)量；

獲取預(yù)設(shè)的監(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)對(duì)出現(xiàn)在安全區(qū)域以及危險(xiǎn)區(qū)域中的養(yǎng)殖動(dòng)物的數(shù)量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的UWB TOF定位測(cè)距方法，其特征在于，對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物距離信息進(jìn)行特征提取的具體步驟包括：

并逐一對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物上安裝TOF定位器，并獲取安全區(qū)域及危險(xiǎn)區(qū)域的養(yǎng)殖動(dòng)物與UWB養(yǎng)殖基站的距離信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的UWB TOF定位測(cè)距方法，其特征在于，獲取第二提取集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)并進(jìn)行歸一化處理并通過流量監(jiān)測(cè)函數(shù)獲取養(yǎng)殖平原中野生動(dòng)物的流量值；將流量值與預(yù)設(shè)的流量范圍進(jìn)行處理，得到第一流量信號(hào)和第二流量信號(hào)，并將流量信號(hào)進(jìn)行分析。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的UWB TOF定位測(cè)距方法，其特征在于，獲取第三提取集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)并進(jìn)行歸一化處理并通過距離監(jiān)測(cè)函數(shù)獲取養(yǎng)殖平原中養(yǎng)殖動(dòng)物與UWB基站的距離值；將距離值與預(yù)設(shè)的距離范圍進(jìn)行處理，得到第一距離信號(hào)和第二距離信號(hào)，并將距離信號(hào)進(jìn)行分析。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的UWB TOF定位測(cè)距方法，其特征在于，獲取養(yǎng)殖動(dòng)物的流量監(jiān)測(cè)函數(shù)為其中LQ為養(yǎng)殖動(dòng)物在安全區(qū)域以及危險(xiǎn)區(qū)域的流量值，為比例因子且均大于零；T為監(jiān)測(cè)時(shí)間段的時(shí)長(zhǎng)；將若干個(gè)養(yǎng)殖平原區(qū)域的養(yǎng)殖動(dòng)物數(shù)量設(shè)定為Bn，n＝1，2，3，...，n；其中，n為養(yǎng)殖平原區(qū)域的個(gè)數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的UWB TOF定位測(cè)距方法，其特征在于，獲取養(yǎng)殖動(dòng)物的距離監(jiān)測(cè)函數(shù)為其中LW為養(yǎng)殖動(dòng)物在安全區(qū)域以及危險(xiǎn)區(qū)域的距離值，α為比例因子且均大于零；T為TOF定位器與UWB基站之間的飛行時(shí)長(zhǎng)。

9.一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的UWB TOF定位測(cè)距系統(tǒng)，應(yīng)用于權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的基于機(jī)器學(xué)習(xí)的UWB TOF定位測(cè)距方法，其特征在于，包括劃分模塊；對(duì)養(yǎng)殖戶區(qū)域進(jìn)行劃分以及編號(hào)，得到養(yǎng)殖劃分集；養(yǎng)殖劃分集包括若干個(gè)養(yǎng)殖平原區(qū)域；

監(jiān)測(cè)模塊：用于對(duì)養(yǎng)殖平原模塊集進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲取養(yǎng)殖平原模塊集中不同區(qū)域的動(dòng)物流量信息及野生動(dòng)物流量信息；

處理模塊：用于分別對(duì)野生動(dòng)物流量信息及養(yǎng)殖動(dòng)物流量信息進(jìn)行特征提取，得到第一提取集和第二提取集；分別對(duì)第一提取集和第二提取集進(jìn)行訓(xùn)練計(jì)算，得到第一訓(xùn)練集和第二訓(xùn)練集。