The invention discloses a chaotic particle swarm optimization based on visible light positioning method and system, the system includes a transmission terminal system, transmission system and receiving terminal system; a transmission terminal system comprises a modulation module and LED module, by modulating the ID position information of the LED light source issued by visible light signals, through transmission the subsystem of the visible light signal sent to the receiving terminal system, photoelectric detection device detecting a receiving terminal system the intensity attenuation factor, the intensity attenuation factor input to the data processing module, data processing module includes the chaos particle swarm optimization algorithm, the introduction of early testing mechanism in the particle swarm optimization algorithm, when particle swarm premature by chaotic particle swarm algorithm to generate disturbance, a new particle swarm, finally obtains the global optimal solution, obtained The global optimal solution is the coordinate of the location point, and finally the three-dimensional physical coordinates of the positioning points are output through the display module.
【技术实现步骤摘要】
一种基于混沌粒子群优化的可见光定位方法及其系统
本专利技术涉及可见光通信
,具体涉及一种基于混沌粒子群优化的可见光定位方法及其系统。
技术介绍
全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS),是良好的户外应用导航系统,在手机地图服务、汽车导航、船舶和飞机等领域具有广泛的应用,这很大程度上激励了室内定位技术的发展。近年来,室内定位技术受到了广泛的关注,如大型仓库里的物品定位检测、大型建筑内部的导航服务等。然而由于多径衰落、电磁屏蔽效应以及其他无线设备的干扰使得传统的室外定位技术在室内的信号覆盖率较差,用于室内定位存在较大定位误差。故此,近年来诞生了许多基于无线电磁波的室内定位技术,如:ZigBee、WiFi、RFID、蓝牙、红外定位等,这些方法提供了几米到几十厘米的定位精度。然而,这些定位系统有以下缺点:(i)需要重新配置较多的信号接入点,增加了室内定位系统的成本以及控制的难度;(ii)由于无线信号的空间分布不均匀且稳定性不高,在同一定位位置点上波动性较强,进而限制了定位的精度;(iii)这些无线定位技术均会产生电磁干扰,一方面会受到其他无线服务的影响进而影响定位的质量,另一方面对于类似于医院、机场等电磁敏感的场合并不适用。与上述的室内定位技术不同,可见光室内定位技术是一种基于可见光通信技术(visiblelightcommunication,VLC)的室内定位技术,与传统室内定位技术相比具有定位精度高、无电磁干扰、附加模块少、保密性好、兼顾通信与照明等优点,已引起国际上许多专家学者的关注。目前,传统的可见光定位方法大多需要假设 ...
【技术保护点】
一种基于混沌粒子群优化的可见光定位方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤1:在定位区域顶部安装N个LED灯,其中N≥4,经过调制发射出带有各个LED灯ID信息的可见光信号;位于定位区域下方的接收端通过光电检测器件接收可见光信号得到各个LED灯的光强衰减因子H(0);步骤2:通过可见光信号在空间中传播的光强衰减因子的信道增益公式来确定适应度函数,初始化粒子群优化算法所需参数,其中粒子位置对应所定位点的可行解;步骤3:将所述光强衰减因子与粒子位置输入所述适应度函数,评价每个粒子的适应度,更新个体最优解Pi和全局最优解Pg;步骤4:更新粒子的速度和位置;步骤5:运行早熟检验机制,若粒子种群未早熟收敛,则转步骤6;否则,启动混沌扰动算法,产生新的粒子种群,然后转步骤6;步骤6:判断收敛条件,若满足收敛条件,则将全局最优解Pg作为定位点的坐标;否则,转步骤3。
【技术特征摘要】
1.一种基于混沌粒子群优化的可见光定位方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤1:在定位区域顶部安装N个LED灯,其中N≥4,经过调制发射出带有各个LED灯ID信息的可见光信号;位于定位区域下方的接收端通过光电检测器件接收可见光信号得到各个LED灯的光强衰减因子H(0);步骤2:通过可见光信号在空间中传播的光强衰减因子的信道增益公式来确定适应度函数,初始化粒子群优化算法所需参数,其中粒子位置对应所定位点的可行解;步骤3:将所述光强衰减因子与粒子位置输入所述适应度函数,评价每个粒子的适应度,更新个体最优解Pi和全局最优解Pg;步骤4:更新粒子的速度和位置;步骤5:运行早熟检验机制,若粒子种群未早熟收敛,则转步骤6;否则,启动混沌扰动算法,产生新的粒子种群,然后转步骤6;步骤6:判断收敛条件,若满足收敛条件,则将全局最优解Pg作为定位点的坐标;否则,转步骤3。2.根据权利要求1所述的一种基于混沌粒子群优化的可见光定位方法,其特征在于,步骤2中所述可见光信号在空间中传播的光强衰减因子的信道增益公式为:其中,H(0)表示各个LED灯的光强衰减因子,d表示LED灯与接收端的距离,A表示光电检测器件的有效面积,mt表示朗伯发光阶数,mr表示接收端的朗伯阶数,θ为可见光信号相对于法线方向的发射角,为相对于接收端法线方向的可见光信号入射角,为接收端光滤波器的增益;为接收端聚光透镜的增益;将第i个LED灯所对应的衰减因子表示为Hi(0),定位点的坐标表示为(x,y,z),第i个LED灯的坐标表示为(xi,yi,zi),房间高度表示为H,通过以下方程能够确定粒子群优化算法的适应度函数:3.根据权利要求1所述的一种基于混沌粒子群优化的可见光定位方法,其特征在于,步骤2中所述的粒子群优化算法所需参数包括:粒子位置、粒子速度、学习因子、惯性权重值、迭代次数、最大迭代次数以及要求精度。4.根据权利要求1所述的一种基于混沌粒子群优化的可见光定位方法,其特征在于:步骤3中,将适应度函数表示为f(x),粒子Hi的适应度函数表示为f(Hi),使之与其个体最优解适应度值f(Pi)比较,若f(Hi)<f(Pi),则更新个体最优解Pi=Hi;使之与全局最优解适应度值f(Pg)比较,若f(Hi)<f(Pg),则更新全局最优解Pg=Hi。5.根据权利要求1所述的一种基于混沌粒子群优化的可见光定位方法,其特征在于:步骤4中,表示粒子a的D维位置为Ha=(ha1,ha2,...hab...,haD),粒子a的飞行速度为Va=(va1,va2,...,vab,...,vaD),粒子a的个体最优解为Pa=(pa1,pa2,...,pab,...,paD),整个粒子种群的全局最优解为Pg=(pg1,pg2,...,pgb,...,pgD);更新粒子的速度和位置的公式分别为:vab(k+1)=ωvab(k)+c1r1(pab-hab(k))+c2r2(pgb-hab(k))hab(k+1)=hab...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴玉香,关伟鹏,张美琦,谢灿宇,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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