[发明专利]一种基于多模块融合的室内外场景识别方法

权利要求书

1.一种基于多模块融合的室内外场景识别方法，包括以下步骤：

步骤1：计算光强度模块、温度模块、湿度模块以及地磁模块的室内置信度，具体包括：

11)光强度模块室内置信度计算；根据当前地区的经度计算出对应的时区，每个时区之间相差的经度是15度，计算公式如下：

其中Z为当前时区，l为当前经度；

根据当地经度与当地所属时区经度的差计算当地的正午时间N，计算公式如下：

N＝12-(l/15-Z) (2-2)

判断当前日期处于这四个节气中的哪两个节气之间，然后根据一定的权重计算出当前日期的太阳入射角β，计算公式如下：

其中x为当前日期，d₁和d₂为两个节气的日期，α和γ为两个节气的太阳入射角度，day为计算两个日期之间相差天数的函数；

计算白天时间D，计算公式如下：

其中β为太阳入射角，q为当前地点的维度；

利用正午时间平分白天时间得出日出时间R和日落时间S，计算公式如下：

R＝N-D/2 (2-5)

S＝N+D/2 (2-6)

最后，根据光强度L以及光强阈值LT计算出光强度的室内置信度C_L，计算公式如下：

其中，LT₁＝2000-10×H，H为当前湿度，LT₂＝200；

12)温度模块室内置信度计算；根据温度序列[T₁,T₂,…,T_n]，n为温度序列的长度，计算温度序列的平均值A_T，计算公式如下：

根据计算出的温度序列的平均值A_T和当前温度t，计算温度序列的方差：计算公式如下：

其中V_T表示温度序列的方差；

根据温度序列平均值A_T和温度序列的方差V_T，计算出基于温度的室内置信度C_T，计算公式如下：

其中σ表示阈值，σ₀设置为4，σ₁设置为0.03；

13)湿度模块室内置信度计算；根据湿度序列[H₁,H₂,…,H_p]，p为湿度序列的长度，计算湿度序列的平均值A_H，计算公式如下：

根据计算出的湿度序列的平均值A_H和当前湿度h，计算湿度序列的方差：计算公式如下：

其中V_H表示湿度序列的方差；

根据湿度序列平均值A_H和湿度序列的方差V_H，计算出基于湿度的室内置信度C_H，计算公式如下：

其中σ表示阈值，σ₂设置为5，σ₃设置为1；

14)地磁模块室内置信度计算；根据地磁强度序列[M₁,M₂,…,M_q]，q为地磁强度序列的长度，计算地磁方差序列[V₁,V₂,…,V_m]，m为地磁强度方差的长度，其计算公式如(2-14)所示；

其中V_u为地磁方差序列中第u个地磁方差的值，u的取值范围从1到m，k为计算地磁方差的滑动窗口大小，其值为即为20，为滑动窗口下的地磁强度平均值，其计算公式如(2-15)所示；

在计算出地磁方差序列[V₁,V₂,…,V_m]后，计算序列中最大的地磁方差V_max，其计算公式如(2-16)所示；

V_max＝max([V₁,V₂,...,V_m]) (2-16)

其中max为计算地磁方差序列中最大值的函数；

在计算出最大的地磁方差V_max后，比较V_max与V_t的大小，V_t设置为14；如果V_max大于V_t，则判定当前场景高置信度为室内，否则判定当前场景低置信度为室外，基于地磁的室内置信度C_M可由公式(2-17)计算得出；

步骤2：根据计算出的各个模块的室内置信度，判断室内外场景，具体包括：

21)在得到温度模块的室内置信度C_T、光模块的室内置信度C_L、湿度模块的室内置信度C_H和地磁模块的室内置信度C_M后，根据各个模块的置信度进行投票，计算判断为室内的票数count_i和判断为室外的票数count_o的值，其计算公式如(2-18)和(2-19)所示；

count_i＝class(C_L)+class(C_T)+class(C_H)+class(C_M) (2-18)

count_o＝class(1-C_L)+class(1-C_T)+class(1-C_H)+class(1-C_M)

(2-19)

其中class函数为判断当前模块的置信度是否大于阈值threshold，threshold设置为0.5，如果大于阈值，则结果为1，否则为0，其公式如(2-20)所示；

22)在计算count_i和count_o的值后，比较count_i和count_o的大小；如果count_i大于count_o，判断当前场景为室内；如果count_i小于count_o，判断当前场景为室外；如果count_i等于count_o，则计算室内多模块融合的室内置信度C_F的值，其计算公式如(2-21)所示；

在计算出多模块融合的室内置信度C_F的值后，比较C_F与threshold的大小,如果C_F大于threshold，判断当前场景为室内；如果C_F小于threshold，判断当前场景为室外；如果C_F等于threshold，则无法判断当前场景的类别。

2.如权利要求1所述的一种基于多模块融合的室内外场景识别方法，其特征在于：n设置为20；m设置为5。