目標(biāo)定位方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了目標(biāo)定位方法，包括：在目標(biāo)的活動(dòng)范圍圖中生成多個(gè)采樣點(diǎn)；根據(jù)多個(gè)采樣點(diǎn)的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)度及待定位目標(biāo)的當(dāng)前電磁場(chǎng)強(qiáng)度，獲取待定位目標(biāo)在多個(gè)采樣點(diǎn)的條件概率密度；根據(jù)條件概率密度對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行重采樣更新；根據(jù)更新后的采樣點(diǎn)的坐標(biāo)值獲取待定位目標(biāo)的位置。本發(fā)明可以解決室內(nèi)定位受檢測(cè)環(huán)境影響而不能精確定位的問(wèn)題，從而使得對(duì)室內(nèi)目標(biāo)的定位或跟蹤更準(zhǔn)確。
【專利說(shuō)明】目標(biāo)定位方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及室內(nèi)定位、仿真領(lǐng)域，特別涉及目標(biāo)定位方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 室內(nèi)定位技術(shù)是一種獲取室內(nèi)的人和物位置信息的技術(shù)，以位置信息為基礎(chǔ)可為 使用者提供多種服務(wù)，在軍事和民用領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。現(xiàn)有的室內(nèi)定位方法有 紅外線室內(nèi)定位技術(shù)、超聲波定位技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 等。由于上述定位技術(shù)的實(shí)現(xiàn)均依賴于對(duì)各類無(wú)線信息的采集，因此，當(dāng)檢測(cè)環(huán)境的無(wú)線信 息干擾較大，情況較復(fù)雜時(shí)，現(xiàn)有的室內(nèi)定位方法將無(wú)法正常工作，從而影響對(duì)待定位目標(biāo) 的定位。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明一方面提供了目標(biāo)定位方法。該定位方法通過(guò)對(duì) 當(dāng)前電磁場(chǎng)的測(cè)量，確定待定位目標(biāo)處于采樣點(diǎn)位置的概率，從而獲得待定位目標(biāo)的當(dāng)前 位置。從而解決了上述現(xiàn)有技術(shù)中，室內(nèi)定位技術(shù)受檢測(cè)環(huán)境影響，不能精確定位的問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明一實(shí)施例提供的目標(biāo)定位方法，包括：
[0005] 在目標(biāo)活動(dòng)范圍圖中生成多個(gè)采樣點(diǎn)；根據(jù)所述多個(gè)采樣點(diǎn)的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)度及 待定位目標(biāo)的當(dāng)前電磁場(chǎng)強(qiáng)度，獲取待定位目標(biāo)在所述多個(gè)采樣點(diǎn)的條件概率密度；根據(jù) 所述條件概率密度對(duì)所述采樣點(diǎn)進(jìn)行重采樣更新；根據(jù)所述更新后的采樣點(diǎn)坐標(biāo)值獲取待 定位目標(biāo)位置。
[0006] 在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述多個(gè)采樣點(diǎn)的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)度及待定位目標(biāo)的 當(dāng)前電磁場(chǎng)強(qiáng)度，獲取待定位目標(biāo)在所述多個(gè)采樣點(diǎn)的條件概率密度的步驟包括：根據(jù)蒙 特卡羅法動(dòng)作模型對(duì)所述多個(gè)采樣點(diǎn)的初始坐標(biāo)進(jìn)行更新；根據(jù)更新后的多個(gè)采樣點(diǎn)的初 始電磁場(chǎng)強(qiáng)度及當(dāng)前電磁場(chǎng)強(qiáng)度，通過(guò)蒙特卡羅法測(cè)量模型獲取待定位目標(biāo)在所述多個(gè)采 樣點(diǎn)的條件概率密度。
[0007] 在一些實(shí)施方式中，所述在目標(biāo)的活動(dòng)范圍圖中生成多個(gè)采樣點(diǎn)的步驟包括：在 目標(biāo)活動(dòng)范圍圖中，通過(guò)隨機(jī)函數(shù)生成多個(gè)采樣點(diǎn)。
[0008] 在一些實(shí)施方式中，所述在目標(biāo)的活動(dòng)范圍圖內(nèi)生成多個(gè)采樣點(diǎn)的步驟包括：在 目標(biāo)活動(dòng)范圍圖中，根據(jù)歷史采樣點(diǎn)信息及基本系列算法BSAS生成多個(gè)采樣點(diǎn)。
[0009] 在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)歷史采樣點(diǎn)信息及基本系列算法BSAS生成多個(gè)采 樣點(diǎn)的步驟包括：建立初始聚群m=l，C m=IxJ ;根據(jù)所述任意兩個(gè)歷史采樣點(diǎn)間的歐拉距離 d(x⑴，Ckhmin^.^cKx⑴，Cj),設(shè)定門限值0 ;根據(jù)所述門限值0及參考采樣點(diǎn)，依次判 斷所述多個(gè)歷史采樣點(diǎn)是否屬于所述初始聚群Ck=Ck U {X(i)}，若屬于，則加入所述初始聚 群，若不屬于，則創(chuàng)建新聚群m=m+l，Cm={x (i)};若所述聚群的采樣點(diǎn)數(shù)量大于設(shè)定聚群粒子 數(shù)量，則根據(jù)所述設(shè)定聚群粒子數(shù)量對(duì)所述聚群的采樣點(diǎn)進(jìn)行提取；將所述聚群的采樣點(diǎn) 確定為多個(gè)采樣點(diǎn)。
[0010] 在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)蒙特卡羅法動(dòng)作模型對(duì)所述多個(gè)采樣點(diǎn)的初始坐標(biāo) 進(jìn)行更新的步驟包括：根據(jù)蒙特卡羅法動(dòng)作模型（Xt，yt) (n)=(Xt+ ytJ (n)+?( e (n))更新所述 多個(gè)采樣點(diǎn)的二維初始坐標(biāo)。
[0011] 在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)更新后的多個(gè)采樣點(diǎn)的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)度及當(dāng) 前電磁場(chǎng)強(qiáng)度，通過(guò)蒙特卡羅法測(cè)量模型獲取待定位目標(biāo)在所述多個(gè)采樣點(diǎn)的條件 概率密度的步驟包括：對(duì)每一采樣點(diǎn)，將當(dāng)前磁場(chǎng)強(qiáng)度值Zt加入蒙特卡羅法測(cè)量模型 獲取每一采樣點(diǎn)的條件概率值4 =Ma |4) "> 〇
[0012] 在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述條件概率密度對(duì)所述采樣點(diǎn)進(jìn)行重采樣更新的 步驟包括：根據(jù)設(shè)定取樣次數(shù)、所述采樣點(diǎn)的條件概率密度，根據(jù)隨機(jī)采用函數(shù)對(duì)所述采樣 點(diǎn)進(jìn)行重采樣更新，獲取當(dāng)前采樣點(diǎn)。
[0013] 在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述更新后的采樣點(diǎn)坐標(biāo)值獲取待定位目標(biāo)位置的 步驟包括：根據(jù)所述更新后的采樣點(diǎn)坐標(biāo)值及條件概率密度確定目標(biāo)位置根據(jù)更新后的采 樣點(diǎn)的二維坐標(biāo)及對(duì)應(yīng)條件概率密度m，根據(jù)公式獲取待定位目 標(biāo)位置。
[0014] 同時(shí)，本發(fā)明還提供了目標(biāo)定位系統(tǒng)，包括：
[0015] 采樣點(diǎn)生成模塊，配置為在目標(biāo)活動(dòng)范圍圖中生成多個(gè)采樣點(diǎn)；
[0016] 條件概率密度獲取模塊，配置為根據(jù)所述多個(gè)采樣點(diǎn)的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)度及待定位 目標(biāo)的當(dāng)前電磁場(chǎng)強(qiáng)度，獲取待定位目標(biāo)在所述多個(gè)采樣點(diǎn)的條件概率密度；
[0017] 重采樣模塊，配置為根據(jù)所述條件概率密度對(duì)所述采樣點(diǎn)進(jìn)行重采樣更新；
[0018] 定位模塊，配置為根據(jù)所述更新后的采樣點(diǎn)坐標(biāo)值獲取待定位目標(biāo)位置。
[0019] 在一些實(shí)施方式中，在所述條件概率密度獲取模塊中，包括：
[0020] 蒙特卡羅法動(dòng)作模型單元，配置為根據(jù)蒙特卡羅法動(dòng)作模型對(duì)所述多個(gè)采樣點(diǎn)的 初始坐標(biāo)進(jìn)行更新；
[0021] 蒙特卡羅法測(cè)量模型單元，配置為根據(jù)更新后的多個(gè)采樣點(diǎn)的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)度及 當(dāng)前電磁場(chǎng)強(qiáng)度，通過(guò)蒙特卡羅法測(cè)量模型獲取待定位目標(biāo)在所述多個(gè)采樣點(diǎn)的條件概率 密度。
[0022] 在一些實(shí)施方式中，所述采樣點(diǎn)生成模塊中包括：
[0023] 隨機(jī)生成采樣點(diǎn)單元，配置為在目標(biāo)活動(dòng)范圍圖中，通過(guò)隨機(jī)函數(shù)生成多個(gè)采樣 點(diǎn)；或
[0024] 歷史采樣點(diǎn)更新單元，配置為在目標(biāo)活動(dòng)范圍圖中，根據(jù)歷史采樣點(diǎn)信息及基本 系列算法BSAS生成多個(gè)采樣點(diǎn)。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明避免了復(fù)雜的軟硬件需 求限制，只要獲得平面地圖和磁場(chǎng)地圖加上普通的電磁傳感器便可實(shí)現(xiàn)定位。本發(fā)明所采 用的蒙特卡羅法模型簡(jiǎn)單，使用靈活易實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)性好，性能穩(wěn)定性高。通過(guò)采用的BSAS聚 類方法能夠有效解決蒙特卡羅法有效粒子流失的問(wèn)題。本發(fā)明中方法對(duì)計(jì)算機(jī)硬件要求不 高，節(jié)約了系統(tǒng)投入。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式中目標(biāo)定位方法的步驟示意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明一種實(shí)施方式中初始狀態(tài)的室內(nèi)磁場(chǎng)示意圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明一種實(shí)施方式中初始狀態(tài)的室內(nèi)平面示意圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明一種實(shí)施方式中初始生成采樣點(diǎn)后的平面示意圖；
[0030] 圖5為本發(fā)明一種實(shí)施方式中采樣點(diǎn)生成方法的步驟示意圖；
[0031] 圖6為本發(fā)明一種實(shí)施方式中采樣點(diǎn)在平面圖上的移動(dòng)過(guò)程示意圖；
[0032] 圖7為本發(fā)明一種實(shí)施方式中采樣點(diǎn)未重采樣更新時(shí)的平面示意圖；
[0033] 圖8為本發(fā)明一種實(shí)施方式中采樣點(diǎn)已重采樣更新時(shí)的平面示意圖；
[0034] 圖9為本發(fā)明一種實(shí)施方式中電磁場(chǎng)的目標(biāo)定位系統(tǒng)的組成示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0036] 圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式中的電磁場(chǎng)的目標(biāo)定位方法的步驟示意圖。如圖1所 示，本發(fā)明一實(shí)施方式的目標(biāo)定位方法的步驟為：
[0037] 步驟SlOl :對(duì)待定位目標(biāo)所處的室內(nèi)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，獲得室內(nèi)平面圖。在室內(nèi)中 無(wú)待定位目標(biāo)時(shí)，通過(guò)磁強(qiáng)計(jì)對(duì)室內(nèi)的初始磁場(chǎng)進(jìn)行檢查，獲得室內(nèi)初始磁場(chǎng)地圖。圖2顯 示了本發(fā)明一種實(shí)施方式中初始狀態(tài)的室內(nèi)平面示意圖，其中目標(biāo)"A"為待定位目標(biāo)，"B" 邊界范圍為目標(biāo)"A"的室內(nèi)活動(dòng)區(qū)域，當(dāng)目標(biāo)"A"不在"B"邊界范圍時(shí)，通過(guò)磁強(qiáng)計(jì)測(cè)定 "B"邊界范圍內(nèi)的各點(diǎn)磁場(chǎng)，獲取"B"邊界的初始磁場(chǎng)地圖，如圖3所示。
[0038] 步驟S102 :在步驟SlOl中所獲得的室內(nèi)平面圖(如圖2所示)上，均勻生成多個(gè)采 樣點(diǎn)。根據(jù)當(dāng)前所處的不同目標(biāo)定位階段（即初始定位狀態(tài)或跟蹤定位狀態(tài))，可以采用下 述不同的方法在室內(nèi)平面圖（即圖2)上進(jìn)行采樣點(diǎn)的生成。
[0039] 若當(dāng)前狀態(tài)為初始定位狀態(tài)，即沒(méi)有可參考的歷史采樣點(diǎn)時(shí)，可利用randO函數(shù) 分別在X，y方向生成呈"均勻分布"或其他概率分布類型的隨機(jī)數(shù)組成的采樣點(diǎn)矩陣。如 在室內(nèi)平面圖（圖3)上隨機(jī)生成：n個(gè)采樣點(diǎn)。如圖4本發(fā)明一種實(shí)施方式中初始生成采 樣點(diǎn)后的平面示意圖所示。
[0040] 考慮到目標(biāo)跟蹤的連續(xù)性，若當(dāng)前狀態(tài)為跟蹤定位狀態(tài)(跟蹤定位狀態(tài)為，對(duì)待定 位目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)定位跟蹤的定位狀態(tài))，即之前的跟蹤步驟(或上一跟蹤時(shí)段）中已產(chǎn)生歷 史采樣點(diǎn)，則如圖5本發(fā)明一種實(shí)施方式中采樣點(diǎn)生成方法的步驟示意圖所示，可采用基 本序列算法BSAS對(duì)歷史采樣點(diǎn)進(jìn)行初始化更新，包括步驟：
[0041] 步驟S1021:根據(jù)設(shè)定門限值0對(duì)歷史采樣點(diǎn)進(jìn)行抽取，建立初始聚群 m=l，Cm= {Xm};如：設(shè)定門限值0為2m，現(xiàn)有的歷史聚群包括Al、A2、A3、A4四個(gè)歷史采樣 點(diǎn)，其中，Al、A4之間的距離為2m，從而Al、A4組成初始聚群1。
[0042] 步驟S1022 :通過(guò)公式d(x⑴，Ck)=minKj^md(x⑴，Cj)依次計(jì)算步驟S1021抽取后 的多個(gè)歷史采樣點(diǎn)與初始聚群之間的當(dāng)前歐拉距離。如在初始聚群中共有AU A2及A3三 個(gè)歷史采樣點(diǎn)，其中，初始聚群1與A2之間的歐拉距離為3m、初始聚群1與A3之間的歐拉 距離為lm。
[0043] 步驟S1023 :判斷各歷史采樣點(diǎn)與初始聚群之間的歐拉距離，是否小于設(shè)定門限 值0，若是，貝1J加入初始聚群，若否，貝 1J倉(cāng)Il建新聚群m=m+l，Cm={x(i)}。如步驟S1022中的例 子，當(dāng)門限值9為2m時(shí)，將Al設(shè)定為參考采樣點(diǎn)，其中，由于初始聚群1與A3之間的歐拉 距離為lm，因此小于2m的門限值，從而歷史采樣點(diǎn)A3可列入初始聚群1中。初始聚群1與 A2之間的歐拉距離為3m，大于2m的門限值，從而歷史采樣點(diǎn)A2不能列入初始聚群中，并另 創(chuàng)建聚群2。
[0044] 步驟S1024:在對(duì)所有采樣點(diǎn)都進(jìn)行聚群分類后，若其中某一聚群中的采樣點(diǎn)數(shù) 大于設(shè)定聚群粒子數(shù)量n，則從該聚群中選中p個(gè)粒子代表該聚群，剩下n-p個(gè)粒子進(jìn)行重 新初始化，該重新初始化過(guò)程同初始定位中通過(guò)rand函數(shù)在室內(nèi)平面圖上隨機(jī)生成n-p個(gè) 均勻分布的采樣點(diǎn)。
[0045] 例如：已產(chǎn)生歷史采樣點(diǎn)聚群(聚群中的歷史采樣點(diǎn)為80個(gè))。首先，預(yù)設(shè)定初始 聚群1。獲得已知?dú)v史采樣點(diǎn)聚群的歐拉距離，設(shè)定門限值0為為2?3m，也可根據(jù)精度 要求設(shè)定。之后，根據(jù)2?3m的門限值，對(duì)于該聚群中的每一個(gè)歷史采樣點(diǎn)進(jìn)行判斷，如， 歷史采樣點(diǎn)與初始采用點(diǎn)比較為：1m，則在門限值0之內(nèi)，則歸類到初始聚群1中。歷史采 樣點(diǎn)與初始采用點(diǎn)比較為：4m，則在門限值0之外，則創(chuàng)建新聚群2。依次判斷，例如，根據(jù) 該歷史采樣點(diǎn)聚群已創(chuàng)建了 4個(gè)聚群，其中，聚群1 (10個(gè)采樣點(diǎn))、聚群2 (40個(gè)采樣點(diǎn))、 聚群3 (20個(gè)采樣點(diǎn))、聚群4 (10個(gè)采樣點(diǎn))。其中聚群2中的40個(gè)采樣點(diǎn)超過(guò)了設(shè)定值 30,則從該聚群2中選中30個(gè)粒子代表該聚群，剩下10個(gè)采樣點(diǎn)重新進(jìn)行聚群分類。
[0046] 步驟S1025 :將上述步驟S1024中所確定的所有聚群中的采樣點(diǎn)，確定為當(dāng)前采樣 點(diǎn)（多個(gè))。
[0047] 在上述實(shí)施方式中，首先獲取了粒子收斂程度的信息，然后決定用來(lái)代表該區(qū)域 粒子的數(shù)目，通過(guò)從舊的粒子集中選取一定比例的粒子然后進(jìn)行重新初始化。從而通過(guò)上 述方式，可以成功解決有效粒子流失的問(wèn)題，提高定位成功率。
[0048] 步驟S103 :首先，根據(jù)蒙特卡羅法動(dòng)作模型對(duì)步驟S102所生成的80個(gè)采樣點(diǎn) 的初始坐標(biāo)進(jìn)行更新。采用蒙特卡羅法動(dòng)作模型〇^，以 (11)=〇^，7?)(11)+?(0(11))，其中 w( e(n))表示對(duì)于每一個(gè)粒子，以任意角度任意速度運(yùn)動(dòng)更新粒子狀態(tài)，得到一組新的 采樣值^，即80個(gè)采樣點(diǎn)的新的位置采樣值。如圖6,采樣點(diǎn)在室內(nèi)平面圖上的移動(dòng)過(guò)程 所示，采樣點(diǎn)A通過(guò)蒙特卡羅法動(dòng)作模型，從初始位置11隨機(jī)移動(dòng)到12 (圖示為初始位置 11的任意隨機(jī)移動(dòng)位置中的一個(gè))，通過(guò)蒙特卡羅法動(dòng)作模型進(jìn)行待定位目標(biāo)模擬的優(yōu)勢(shì) 在于，可對(duì)人類行為或機(jī)器人運(yùn)動(dòng)給予較為真實(shí)的仿真模擬，從而使目標(biāo)定位更為準(zhǔn)確。移 動(dòng)后采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的概率密度為P (Xt I Zw)，其中，概率密度為p (Xt 111)可基于上一輪迭代 得到的后驗(yàn)概率P (Xh I ZH)，運(yùn)用一個(gè)運(yùn)動(dòng)模型p (Xt I Xt+ UtJ給予獲得。如對(duì)于采樣點(diǎn) 31，隨機(jī)生成當(dāng)前方向角0，根據(jù)公式匕^)(11)=^ 1^_1)(11)+￥(0(11))分別對(duì)當(dāng)前位置義，7 進(jìn)行相加更新位置。之后，通過(guò)磁強(qiáng)計(jì)獲取室內(nèi)待定位目標(biāo)的當(dāng)前的磁場(chǎng)強(qiáng)度值，即獲取測(cè) 量值Z\采用測(cè)量模型p( Zt|Xt)表示當(dāng)目標(biāo)在狀態(tài)Xt下測(cè)量值為Zt的條件概率密度。對(duì) 每一個(gè)采樣點(diǎn)^ ,將測(cè)量數(shù)據(jù)Zt加入測(cè)量模型^> l(.^vf產(chǎn)后計(jì)算出每個(gè)粒子的權(quán) 重W I^)，即條件概率密度，條件概率密度代表該采樣點(diǎn)在該位置上的概率大小，其 中，可具體采用高斯過(guò)程1^^=^ ,W2, 進(jìn)行運(yùn)算，其 K^t) ' |iC| ^ 中，h_為初始磁場(chǎng)地圖值。如：對(duì)于采樣點(diǎn)sl，根據(jù)其位置坐標(biāo)可通過(guò)磁場(chǎng)地圖查找獲得 磁場(chǎng)值h_ (x，y)，當(dāng)前待定位目標(biāo)的測(cè)量值為z，利用如上高斯公式可獲得p (z I x，y)，這就 是采樣點(diǎn)si當(dāng)前的權(quán)重值。下一時(shí)刻，采樣點(diǎn)si經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)模型位置坐標(biāo)會(huì)發(fā)生變化，同理 磁場(chǎng)值h_ (x，y)也跟著變化，根據(jù)當(dāng)前待定位目標(biāo)的測(cè)量值z(mì)再利用高斯公式求出當(dāng)前權(quán) 重值，根據(jù)#> I(.W,)(">)公式，將當(dāng)前權(quán)重值與上一時(shí)刻的權(quán)重值相乘，得到Sl的權(quán) 重值，即條件概率密度。依此迭代下去。
[0049] 步驟S104 :根據(jù)設(shè)定取樣次數(shù)、S103中所獲得的各采樣點(diǎn)的條件概率密度，根 據(jù)隨機(jī)采樣函數(shù)對(duì)各采樣點(diǎn)進(jìn)行重采樣，其中，隨機(jī)采樣函數(shù)可選用matlab軟件中的 randsample ()函數(shù)。篩選后獲取當(dāng)前采樣點(diǎn)。如，圖7所示，共有500個(gè)采樣點(diǎn)sl-s500， 每個(gè)采樣點(diǎn)都有對(duì)應(yīng)的歸一化后的權(quán)重值，采用randsample函數(shù)對(duì)這500個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行重 采樣，每個(gè)點(diǎn)的權(quán)重值決定該點(diǎn)被抽樣的概率，進(jìn)行500次抽樣，權(quán)重大的點(diǎn)被抽樣的概率 大，重采樣結(jié)束后，500個(gè)采樣點(diǎn)的分布將會(huì)改變。重采樣結(jié)果如圖8所示。
[0050] 步驟S105 :根據(jù)步驟S104中所更新的當(dāng)前采樣點(diǎn)的二維坐標(biāo)值，可直接確定待定 位目標(biāo)在室內(nèi)平面地圖上的位置。如圖8中所示采樣點(diǎn)，可將圖示中采用點(diǎn)的密集位置的 中心區(qū)域確定為待定位目標(biāo)位直。
[0051] 另外，也可結(jié)合各采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的條件概率密度m，并結(jié)合公式 獲取當(dāng)前的目標(biāo)的而為坐標(biāo)。從而使待定位目標(biāo)的定位更為準(zhǔn) 確。
[0052] 由此可知，本發(fā)明避免了復(fù)雜的軟硬件需求限制，只要獲得平面地圖和磁場(chǎng)地圖 加上普通的電磁傳感器便可實(shí)現(xiàn)定位。本發(fā)明所采用的蒙特卡羅法模型簡(jiǎn)單，靈活易實(shí)現(xiàn)， 實(shí)時(shí)性好，性能較穩(wěn)定；采用的BSAS聚類方法能夠有效解決蒙特卡羅法有效粒子流失的問(wèn) 題。本發(fā)明中方法對(duì)計(jì)算機(jī)硬件要求不高，如遇大數(shù)據(jù)量地圖可用動(dòng)態(tài)地圖法對(duì)地圖進(jìn)行 動(dòng)態(tài)分割，保證運(yùn)行時(shí)間在可承受范圍內(nèi)。
[0053] 同時(shí)，如圖9所示，本發(fā)明的一種實(shí)施方式中還提供了目標(biāo)定位系統(tǒng)，包括：
[0054] 采樣點(diǎn)生成模塊201，配置為在目標(biāo)活動(dòng)范圍圖中生成多個(gè)采樣點(diǎn)。
[0055] 條件概率密度獲取模塊202,配置為根據(jù)多個(gè)采樣點(diǎn)的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)度及待定位 目標(biāo)的當(dāng)前電磁場(chǎng)強(qiáng)度，獲取待定位目標(biāo)在多個(gè)采樣點(diǎn)的條件概率密度。
[0056] 重采樣模塊203,配置為根據(jù)條件概率密度對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行重采樣更新。其中，重采 樣函數(shù)為randsample函數(shù)。
[0057] 定位模塊204,配置為根據(jù)更新后的采樣點(diǎn)坐標(biāo)值獲取待定位目標(biāo)位置。具體包 括：根據(jù)更新后的采樣點(diǎn)的二維坐標(biāo)獲取待定位目標(biāo)位置?；蚋鶕?jù)更新后的采樣點(diǎn)的二維 坐標(biāo)及對(duì)應(yīng)條件概率密度m，根據(jù)公式k = 獲取待定位目標(biāo)位置。
[0058] 其中，在條件概率密度獲取模塊202中，包括：
[0059] 蒙特卡羅法動(dòng)作模型單元2021，配置為根據(jù)蒙特卡羅法動(dòng)作模型對(duì)多個(gè)采樣點(diǎn)的 初始坐標(biāo)進(jìn)行更新。蒙特卡羅法動(dòng)作模型為（x t，yt) (n)=(Xt+ ytJ (n)+w( e (n))。
[0060] 蒙特卡羅法測(cè)量模型單元2022,配置為根據(jù)更新后的多個(gè)采樣點(diǎn)的初始電磁場(chǎng)強(qiáng) 度及待定位目標(biāo)的當(dāng)前電磁場(chǎng)強(qiáng)度，通過(guò)蒙特卡羅法測(cè)量模型獲取待定位目標(biāo)在多個(gè)采樣 點(diǎn)的條件概率密度。具體步驟為，對(duì)每一采樣點(diǎn)，將當(dāng)前磁場(chǎng)強(qiáng)度值Zt加入蒙特卡羅法測(cè) 量模型UmP)獲取每一采樣點(diǎn)的條件概率值4 14) ' 0
[0061] 其中，在采樣點(diǎn)生成模塊201中包括：
[0062] 隨機(jī)生成采樣點(diǎn)單元2011，配置為在目標(biāo)活動(dòng)范圍圖中，通過(guò)隨機(jī)函數(shù)生成多個(gè) 采樣點(diǎn)；
[0063] 歷史采樣點(diǎn)更新單元2012,配置為在目標(biāo)活動(dòng)范圍圖中，根據(jù)歷史采樣點(diǎn)信息 及基本系列算法BSAS生成多個(gè)采樣點(diǎn)。具體步驟為：根據(jù)設(shè)定門限值0建立初始聚群 m=l，C m={xm};判斷歷史采樣點(diǎn)與初始聚群之間的歐拉距離d(x(i), Ck)=minKj<md(x(i), Cj) 是否小于設(shè)定門限值9,若是，則加入初始聚群，若否，則創(chuàng)建新聚群m=m+l，Cm={ X(i)};若聚 群的采樣點(diǎn)數(shù)量大于設(shè)定聚群粒子數(shù)量，則根據(jù)設(shè)定聚群粒子數(shù)量對(duì)聚群的采樣點(diǎn)進(jìn)行提 ?。粚⒕廴旱牟蓸狱c(diǎn)確定為多個(gè)采樣點(diǎn)。
[0064] 以上所述的僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不 脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范 圍。
【權(quán)利要求】
1. 目標(biāo)定位方法，其特征在于，包括： 在目標(biāo)的活動(dòng)范圍圖中生成多個(gè)采樣點(diǎn)； 根據(jù)所述多個(gè)采樣點(diǎn)的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)度及待定位目標(biāo)的當(dāng)前電磁場(chǎng)強(qiáng)度，獲取待定位 目標(biāo)在所述多個(gè)采樣點(diǎn)的條件概率密度； 根據(jù)所述條件概率密度對(duì)所述采樣點(diǎn)進(jìn)行重采樣更新； 根據(jù)所述更新后的采樣點(diǎn)的坐標(biāo)值獲取待定位目標(biāo)的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述多個(gè)采樣點(diǎn)的初始電磁場(chǎng) 強(qiáng)度及待定位目標(biāo)的當(dāng)前電磁場(chǎng)強(qiáng)度，獲取待定位目標(biāo)在所述多個(gè)采樣點(diǎn)的條件概率密度 的步驟包括： 根據(jù)蒙特卡羅法動(dòng)作模型對(duì)所述多個(gè)采樣點(diǎn)的初始坐標(biāo)進(jìn)行更新； 根據(jù)更新后的多個(gè)采樣點(diǎn)的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)度及當(dāng)前電磁場(chǎng)強(qiáng)度，通過(guò)蒙特卡羅法測(cè)量 模型獲取待定位目標(biāo)在所述多個(gè)采樣點(diǎn)的條件概率密度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在目標(biāo)的活動(dòng)范圍圖中，通過(guò)隨機(jī)函 數(shù)生成多個(gè)采樣點(diǎn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在目標(biāo)的活動(dòng)范圍圖內(nèi)生成多個(gè)采 樣點(diǎn)的步驟包括： 在目標(biāo)的活動(dòng)范圍圖中，根據(jù)歷史采樣點(diǎn)信息及基本系列算法BSAS生成多個(gè)采樣點(diǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)歷史采樣點(diǎn)信息及基本系列算 法BSAS生成多個(gè)采樣點(diǎn)的步驟包括： 根據(jù)設(shè)定門限值Θ建立初始聚群m=l，Cm=IxJ ; 判斷所述歷史采樣點(diǎn)與所述初始聚群之間的歐拉距離d(x⑴，Ck) =Iiiin1 <md(x(i), Cj) 是否小于所述設(shè)定門限值Θ，若是，則加入所述初始聚群，若否，則創(chuàng)建新聚群m=m+l， Cm={x(i)}； 若所述聚群的采樣點(diǎn)數(shù)量大于設(shè)定聚群粒子數(shù)量，則根據(jù)所述設(shè)定聚群粒子數(shù)量對(duì)所 述聚群的采樣點(diǎn)進(jìn)行提取； 將所述聚群的采樣點(diǎn)確定為多個(gè)采樣點(diǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)蒙特卡羅法動(dòng)作模型對(duì)所述多 個(gè)采樣點(diǎn)的初始坐標(biāo)進(jìn)行更新的步驟包括： 根據(jù)蒙特卡羅法動(dòng)作模型（Xt，yt) (n)=(Xt+ ytJ (η)+?( θ ω)更新所述多個(gè)采樣點(diǎn)的二維 初始坐標(biāo)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)更新后的多個(gè)采樣點(diǎn)的初始電 磁場(chǎng)強(qiáng)度及當(dāng)前電磁場(chǎng)強(qiáng)度，通過(guò)蒙特卡羅法測(cè)量模型獲取待定位目標(biāo)在所述多個(gè)采樣點(diǎn) 的條件概率密度的步驟包括： 對(duì)每一采樣點(diǎn)，將當(dāng)前磁場(chǎng)強(qiáng)度值Zt加入蒙特卡羅法測(cè)量模型， 獲取每一采樣點(diǎn)的條件概率值4 14) 〇
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述條件概率密度對(duì)所述采樣 點(diǎn)進(jìn)行重采樣更新的步驟包括： 根據(jù)設(shè)定的采樣次數(shù)、所述采樣點(diǎn)的條件概率密度，根據(jù)隨機(jī)采樣函數(shù)對(duì)所述采樣點(diǎn) 進(jìn)行重采樣更新，獲取當(dāng)前采樣點(diǎn)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述更新后的采樣點(diǎn)坐標(biāo)值獲 取待定位目標(biāo)位置的步驟包括： 根據(jù)更新后的采樣點(diǎn)的二維坐標(biāo)獲取待定位目標(biāo)的位置；或 根據(jù)更新后的采樣點(diǎn)的二維坐標(biāo)及對(duì)應(yīng)條件概率密度m，根據(jù)公式
獲取待定位目標(biāo)位置。
10. 目標(biāo)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括： 采樣點(diǎn)生成模塊，配置為在目標(biāo)的活動(dòng)范圍圖中生成多個(gè)采樣點(diǎn)； 條件概率密度獲取模塊，配置為根據(jù)所述多個(gè)采樣點(diǎn)的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)度及待定位目標(biāo) 的當(dāng)前電磁場(chǎng)強(qiáng)度，獲取待定位目標(biāo)在所述多個(gè)采樣點(diǎn)的條件概率密度； 重采樣模塊，配置為根據(jù)所述條件概率密度對(duì)所述采樣點(diǎn)進(jìn)行重采樣更新； 定位模塊，配置為根據(jù)所述更新后的采樣點(diǎn)坐標(biāo)值獲取待定位目標(biāo)位置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述條件概率密度獲取模塊中，包 括： 蒙特卡羅法動(dòng)作模型單元，配置為根據(jù)蒙特卡羅法動(dòng)作模型對(duì)所述多個(gè)采樣點(diǎn)的初始 坐標(biāo)進(jìn)行更新； 蒙特卡羅法測(cè)量模型單元，配置為根據(jù)更新后的多個(gè)采樣點(diǎn)的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)度及當(dāng) 前電磁場(chǎng)強(qiáng)度，通過(guò)蒙特卡羅法測(cè)量模型獲取待定位目標(biāo)在所述多個(gè)采樣點(diǎn)的條件概率密 度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣點(diǎn)生成模塊中包括： 隨機(jī)生成采樣點(diǎn)單元，配置為在目標(biāo)的活動(dòng)范圍圖中，通過(guò)隨機(jī)函數(shù)生成多個(gè)采樣點(diǎn)； 或 歷史采樣點(diǎn)更新單元，配置為在目標(biāo)的活動(dòng)范圍圖中，根據(jù)歷史采樣點(diǎn)信息及基本系 列算法BSAS生成多個(gè)采樣點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】G01V3/08GK104375117SQ201310350209
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】陸曉歡, 王新珩, 賈尚杰 申請(qǐng)人:無(wú)錫知谷網(wǎng)絡(luò)科技有限公司