[发明专利]一种基于蝎子微振动定位机理的活动轨迹定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于蝎子微振动定位机理的活动轨迹定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立仿蝎子感觉神经元的一级神经元模型，将传感器接收到的振动信号转换为脉冲信号；

建立仿蝎子突触的可塑性突触模型，根据脉冲信号得到突触电导；

建立二级神经元模型，根据突触电导发射二级神经元脉冲估计振源方位；

所述建立仿蝎子感觉神经元的一级神经元模型，将传感器接收到的振动信号转换为脉冲信号，包括：

根据蝎子体表生物感受器的分布确定神经元的偏好方向；

计算传感器接收的振动信号的相位信息；

根据相位信息得到脉冲发射强度函数；

对振动信号建立若干个泊松神经元，并根据脉冲发射强度函数进行脉冲发射；

根据脉冲发射概率得到服从泊松分布的泊松神经元脉冲队列；

所述相位信息为

其中，y_k(t)为第k个传感器在t时刻接收到的振动信号，k＝1,2,…,8；

所述脉冲发射强度函数为

λ_k(t)＝2πλ₀p(θ_k(t))

其中，λ₀表示平均脉冲发射量，p(·)表示冯·米塞斯分布，α为分布集中参数，B₀(α)为α的零阶修正贝塞尔函数；

所述脉冲发射概率为

P_k(t)＝λ_k(t)Δtexp(-λ_k(t)Δt)

其中，Δt表示发送1个脉冲的时间段；

所述泊松神经元脉冲队列为

其中，m表示泊松神经元的数量，表示y_k(t)的第l个泊松神经元的第j个脉冲的发射时间，表示y_k(t)的第l个泊松神经元发射的脉冲队列的脉冲个数；

所述建立仿蝎子突触的可塑性突触模型，根据脉冲信号得到突触电导，包括：

将第一脉冲队列作为兴奋输入和突触后脉冲，第二脉冲队列作为抑制输入和突触前脉冲，并建立第一脉冲队列的突触可塑性修正函数M_k(t)用于降低突触强度，建立第二脉冲队列的突触可塑性修正函数Q(t)用于增强突触强度，指数衰减为

其中，表示k的反方向序号，τ_-表示突触可塑性降低的时间常数，τ₊表示突触可塑性增强的时间常数，M_k(t)表示第一脉冲队列的突触可塑性修正函数，Q(t)表示第二脉冲队列的突触可塑性修正函数，Q(t)具体为

当t时刻突触接收到一个突触前脉冲，第一脉冲队列的突触可塑性修正函数M_k(t)减小A_-，突触电导变化值ga增加M_k(t)g_max，若g_a<0，则将g_a设置为0；当t时刻突触接收到一个突触后脉冲，第二脉冲队列的突触可塑性修正函数Q(t)增加A₊，突触电导变化值g_a增加Q(t)g_max，若g_a>g_max，则将g_a设置为g_max，其中，g_max为g_a的最大变化量；

当兴奋突触接收到一个突触前脉冲时，兴奋突触电导g_ex(t)增加g_max；当抑制突触接收到一个突触前或突触后脉冲时，抑制突触电导g_in(t)增加g_a；当兴奋突触和抑制突触未接收信号时，兴奋突触电导g_ex(t)和抑制突触电导g_in(t)均以指数形式衰减。

2.根据权利要求1所述的基于蝎子微振动定位机理的活动轨迹定位方法，其特征在于，所述建立二级神经元模型，根据突触电导发射二级神经元脉冲估计振源方位，包括：

根据突触电导计算LIF神经元的膜电势，当膜电势达到预设阈值时，LIF神经元发射脉冲，得到LIF神经元的脉冲队列；

将膜电势下降到静息电势，重新开始累积膜电势；

采用群向量编码进行定位得到振源方位。