[发明专利]一种室内无源动目标定位方法

说明书

本发明公开了一种室内无源动目标定位方法，属于室内的定位和识别技术领域，定位方法具体包括如下步骤：S1：在室内发射机、接收机、无源谐波标签和无源动目标共同组建信息传递系统；S2：对发射机、接收机、无源谐波标签和无源动目标构建球坐标；S3：确定无源谐波标签的球坐标；S4：根据谐波标签坐标、接收机坐标构建室内无源动目标定位方程模型；S5：融合所有接收机和无源谐波标签数据获取离散化的定位方程模型；S6：利用目标先验信息对定位方程进行求解获取动目标位置。本发明以无源谐波标签代替昂贵的发射机，且不需要在目标上佩戴标签，采用多频和多标签分别提供频率分集和角度分集，实现了室内空间谱域完整覆盖，对无源动目标实现了精确定位。

技术领域

本发明属于室内的定位和识别技术领域，尤其涉及一种室内无源动目标定位方法。

背景技术

室内动目标的精确识别对于无人智能生产、人员安全、灾后施救等具有非常重要的意义。

目前，室内主要的定位系统，ZigBee、WiFi、UWB技术也常得以应用。其中，ZigBee定位技术传输速度慢、有效范围小；WiFi定位精度差，若要提高精度，则需要部署更多的硬件设施，所需成本高；UWB定位技术可以实现高精度定位，但是需要配备至少两套发射装置，所需成本较高；有源RFID定位技术虽然已经被广泛的应用于室内定位系统，但是识别距离短、盲点距离长，定位精度一般在10米级，局限大。

以上采用的都是有源定位识别技术，实现室内动目标定位和识别的方法是将定位设备/标签放在动目标上，动目标识别的问题被转换为标签识别问题。当标签调制查询信号时，通过反向散射信号的相位，延迟和幅度，可以提取位置信息。

然而，在许多情况下，无论是有意还是无意，都不能将感兴趣的动目标放置标签，这些既不发射信号，也不调制信号的无源动目标定位识别要困难得多。无源动目标识别技术亟待在此领域大力推进。

发明内容

发明目的：针对现有无源动目标定位和识别困难的问题，本发明提出一种室内无源动目标定位方法，对动目标进行高精度定位。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种室内无源动目标定位方法，包括如下步骤：

S1：在室内发射机、接收机、无源谐波标签和无源动目标共同组建信息传递系统；

S2：以室内地面中心为原点、中线为x轴、底线为y轴、腰线为z轴，对所述发射机、接收机、无源谐波标签和无源动目标构建球坐标；

S3：利用遗传算法，通过所述球坐标确定无源谐波标签的球坐标；

S4：通过接收机和无源谐波标签的球坐标，构建无源动目标定位方程模型；

S5：融合所有接收机和无源谐波标签数据获取离散化的定位方程模型；

S6：通过总体截断最小二乘法对定位模型方程进行求解从而获取动目标位置。

进一步地，所述步骤S1在室内发射机、接收机、无源谐波标签和无源动目标共同组建信息传递系统，具体为：

S1.1：在室内设置所述发射机和接收机，在室内四周设置所述无源谐波标签；

S1.2：所述发射机的查询信号发送至无源谐波标签中，所述无源谐波标签通过非线性元件将查询信号发送至无源动目标中，并将所述查询信号转换为无源动目标反向散射空间中的电磁波信号；

S1.3：所述接收机接收无源动目标反向散射空间中的电磁波信号，构建信息传递系统。

进一步地，所述步骤S3通过球坐标确定无源谐波标签的球坐标，具体如下：

S3.1：确定多频连续波的频率数，利用所述遗传算法产生最优频率组合；