一种基于毫米波机器人的反射物定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供的一种基于毫米波机器人的反射物定位方法及装置，方法包括：将接收端的RSS序列与第一反射路径的RSS的相关系数，与发射端的RSS序列与第二发射路径的RSS的相关系数求和；在和超过阈值的情况下，将第一反射路径的入射角确定为目标入射角，将目标入射角对应的第一反射路径确定为目标反射路径，从第一反射路径中，去掉目标反射路径，得到剩余反射路径，并且从第二反射路径中，去掉目标发射路径，得到剩余发射路径；从接收端的RSS序列中，删除目标反射路径的RSS的贡献分量，得到接收端的剩余RSS序列，直至接收端的剩余RSS序列与剩余反射路径的RSS的相关系数小于预设系数阈值，然后确定反射物的位置。

A Reflector Location Method and Device Based on Millimeter Wave Robot

【技术实现步骤摘要】
一种基于毫米波机器人的反射物定位方法及装置
本专利技术涉及人工智能
，特别是涉及一种基于毫米波机器人的反射物定位方法及装置。
技术介绍
随着人工智能技术的高速发展，对于较复杂的环境中，现有技术经常使用机器人搭载毫米波模块在较复杂的环境中环游，在各个测量位置毫米波模块的发射端发射毫米波信号后，接收端接收反射物反射回的毫米波信号，依次来定位反射物的位置。以图1为例，现有技术中使用机器人搭载毫米波信号模块定位反射物位置的过程如下：假设在一个房间中，使用网格方法将整个房间分割成无数个小块，机器人在网格中的每个交汇点处向反射物A发射毫米波信号。将机器人发射毫米波信号的方向与水平方向的夹角成为发射角，将机器人接收毫米波信号的方向与水平方向的夹角成为入射角，构建A的虚拟对称点A1及A2，机器人的接收端接收到反射物A、A1及A2返回的毫米波信号。在A和A1画圆1，使得A和A1在圆轮廓上，然后在A和A2画圆2，使得A和A2在圆轮廓上，已知A、A1及A2返回的毫米波信号的入射角、发射毫米波信号的发射角、圆1与圆2的交汇点及A与A1之间的距离，然后从遍历网格中的所有交汇点，根据三角函数原理计算得出多个A的位置，选择满足网格搜索最优解公式的A的位置，将其确定为反射物的位置。由于现有技术中，机器人接收端接收返回的毫米波信号的入射角会受到各种因素的干扰，导致接收端接收的入射角与实际入射角的位置差异较大，采用三角函数原理计算定位出的反射物的位置常常与反射物的真实位置有较大差异，因此，现有技术定位反射物的位置的准确率不高。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于毫米波机器人的反射物定位方法及装置，通过提高确定入射角的准确率，以提高定位反射物的位置的准确率。具体技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供的一种基于毫米波机器人的反射物定位方法，包括：步骤A，获取接收端的第一反射路径的信号强度RSS及发射端的第二发射路径的RSS；第一反射路径为接收端的各反射路径，第二发射路径为发射端的各发射路径；第一反射路径的RSS是机器人的接收端按照预设的发射角向发射端发射毫米波信号，在接收端测量得到的；第二发射路径的RSS是机器人的发射端按照预设的发射角向发射端发射毫米波信号，在发射端测量得到的；每个反射路径有一个入射角，每个发射路径有一个发射角；步骤B，在按照预设的旋转角度递增的方式，机器人旋转一个圆周的情况下，针对同一旋转角度，分别确定第一相关系数及第二相关系数；其中，第一相关系数为接收端的RSS序列与第一反射路径的RSS之间的相关系数；第二相关系数为发射端的RSS序列与第二发射路径的RSS之间的相关系数；接收端的RSS序列包含预设个元素，每个元素是毫米波信号的每个波束模式下，第一反射路径的RSS的贡献分量之和；发射端的RSS序列包含预设个元素，每个元素是每个波束模式下，第二发射路径的RSS的贡献分量之和；步骤C，将接收端的RSS序列与第一反射路径的RSS的相关系数，与发射端的RSS序列与第二发射路径的RSS的相关系数求和；步骤D，在和超过阈值的情况下，将第一反射路径的入射角确定为目标入射角，并且将第二发射路径的发射角，确定为目标反射角；步骤E，将目标入射角对应的第一反射路径确定为目标反射路径，并且将目标发射角对应的第二反射路径确定为目标发射路径；步骤F，从第一反射路径中，去掉目标反射路径，得到剩余反射路径，并且从第二反射路径中，去掉目标发射路径，得到剩余发射路径；步骤G，从接收端的RSS序列中，删除目标反射路径的RSS的贡献分量，得到接收端的剩余RSS序列，并且从发射端的RSS序列中，删除目标发射路径的RSS的贡献分量，得到发射端的剩余RSS序列；步骤H，判断接收端的剩余RSS序列与剩余反射路径的RSS的相关系数是否小于预设阈值，如果否，使用接收端的剩余RSS序列更新接收端的RSS序列，使用剩余反射路径更新第一反射路径，使用发送端的剩余RSS序列更新发送端的RSS序列，使用剩余发射路径更新第一发射路径，返回继续执行步骤C至步骤H，直至接收端的剩余RSS序列与剩余反射路径的RSS的相关系数小于预设系数阈值；步骤I，根据所有目标入射角对应的目标反射路径，确定反射物的位置。可选的，在按照预设的旋转角度递增的方式，机器人旋转一个圆周的情况下，针对同一旋转角度，分别确定第一相关系数及第二相关系数，包括：使用相关系数公式，在按照预设的旋转角度递增的方式，机器人旋转一个圆周的情况下，针对同一旋转角度，确定第一相关系数及第二相关系数；其中，相关系数公式为κ(x,y)代表相关系数，x和y分别代表输入变量，cov(x,y)为x与的协方差，var[y]代表x的方差，var[y]代表y的方差。可选的，将接收端的RSS序列与第一反射路径的RSS的相关系数，与发射端的RSS序列与第二发射路径的RSS的相关系数求和，包括：使用公式：将第一相关系数及第二相关系数求和；其中，α代表发射角，β代表入射角，Vr代表接收端的RSS序列，V(α)代表入射角α的第一反射路径的RSS，Vt代表发射端的RSS序列，V(β)代表发射角为β的第二发射路径的信号强度RSS，pA代表第一反射路径的序号，α(pA)代表第pA条第一反射路径的入射角，g(pA)代表第pA条第一反射路径的路径增益，代表第一反射路径数量，σ代表噪声，V(α(pA))代表入射角α的第pA条第一反射路径的RSS。可选的，在和超过阈值的情况下，将第一反射路径的入射角确定为目标入射角，并且将第二发射路径的发射角，确定为目标反射角，包括：在和超过阈值的情况下，确定和最大时，所述第一反射路径对应的入射角，作为目标入射角；在和超过阈值的情况下，确定所述和最大时，第二发射路径对应的发射角，作为目标发射角。可选的，在和的数量大于1个时，在和超过阈值的情况下，将第一反射路径的入射角确定为目标入射角，并且将第二发射路径的发射角，确定为目标反射角，包括：在和超过阈值的情况下，从和之间的差值未超过差值阈值时的和中，选择和最大时第一反射路径对应的入射角，作为目标入射角；在和超过阈值的情况下，从和之间的差值未超过差值阈值时的和中，选择和最大时第二发射路径对应的发射角，作为目标发射角。可选的，从接收端的RSS序列中，删除目标反射路径的RSS的贡献分量，得到接收端的剩余RSS序列，并且从发射端的RSS序列中，删除目标发射路径的RSS的贡献分量，得到发射端的剩余RSS序列，包括：使用公式V′r＝Vr-g*(pA)V(α*)，在接收端的RSS序列中删除目标反射路径的RSS的贡献分量，得到接收端的剩余RSS序列；使用公式V′t＝Vt-g*(pB)V(β*)，从发射端的RSS序列中，删除目标发射路径的RSS的贡献分量，得到发射端的剩余RSS序列；其中，α*代表目标发射角，β*代表目标发射角，Vr代表接收端的信号强度RSS序列，V(α*)代表目标入射角α*对应的目标反射路径的RSS，pA代表第一反射路径的序号，α(pA)代表第pA条第一反射路径的入射角，g(pA)代表第pA条第一反射路径的路径增益，代表第一反射路径数量，σ代表噪声，V(α(pA))代表V(α(pA))代表入射角α的第pA条第一反射路径的RSS。V′r代表剩余的反射路径的RSS序列，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于毫米波机器人的反射物定位方法，其特征在于，所述方法包括：步骤A，获取接收端的第一反射路径的信号强度RSS及发射端的第二发射路径的RSS；所述第一反射路径为接收端的各反射路径，所述第二发射路径为发射端的各发射路径；所述第一反射路径的RSS是所述机器人的接收端按照预设的发射角向所述发射端发射毫米波信号，在所述接收端测量得到的；所述第二发射路径的RSS是所述机器人的所述发射端按照所述预设的发射角向所述发射端发射毫米波信号，在所述发射端测量得到的；每个反射路径有一个入射角，每个发射路径有一个发射角；步骤B，在按照预设的旋转角度递增的方式，所述机器人旋转一个圆周的情况下，针对同一旋转角度，分别确定第一相关系数及第二相关系数；其中，所述第一相关系数为接收端的RSS序列与第一反射路径的RSS之间的相关系数；所述第二相关系数为发射端的RSS序列与第二发射路径的RSS之间的相关系数；所述接收端的RSS序列包含预设个元素，每个元素是所述毫米波信号的每个波束模式下，第一反射路径的RSS的贡献分量之和；所述发射端的RSS序列包含预设个元素，每个元素是每个波束模式下，第二发射路径的RSS的贡献分量之和；步骤C，将接收端的RSS序列与第一反射路径的RSS的相关系数，与发射端的RSS序列与第二发射路径的RSS的相关系数求和；步骤D，在所述和超过阈值的情况下，将第一反射路径的入射角确定为目标入射角，并且将第二发射路径的发射角，确定为目标反射角；步骤E，将目标入射角对应的第一反射路径确定为目标反射路径，并且将目标发射角对应的第二反射路径确定为目标发射路径；步骤F，从第一反射路径中，去掉目标反射路径，得到剩余反射路径，并且从第二反射路径中，去掉目标发射路径，得到剩余发射路径；步骤G，从接收端的RSS序列中，删除目标反射路径的RSS的贡献分量，得到接收端的剩余RSS序列，并且从发射端的RSS序列中，删除目标发射路径的RSS的贡献分量，得到发射端的剩余RSS序列；步骤H，判断接收端的剩余RSS序列与剩余反射路径的RSS的相关系数是否小于预设阈值，如果否，使用接收端的剩余RSS序列更新接收端的RSS序列，使用剩余反射路径更新第一反射路径，使用发送端的剩余RSS序列更新发送端的RSS序列，使用剩余发射路径更新第一发射路径，返回继续执行步骤C至步骤H，直至接收端的剩余RSS序列与剩余反射路径的RSS的相关系数小于预设系数阈值；步骤I，根据所有目标入射角对应的目标反射路径，确定反射物的位置。...

【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波机器人的反射物定位方法，其特征在于，所述方法包括：步骤A，获取接收端的第一反射路径的信号强度RSS及发射端的第二发射路径的RSS；所述第一反射路径为接收端的各反射路径，所述第二发射路径为发射端的各发射路径；所述第一反射路径的RSS是所述机器人的接收端按照预设的发射角向所述发射端发射毫米波信号，在所述接收端测量得到的；所述第二发射路径的RSS是所述机器人的所述发射端按照所述预设的发射角向所述发射端发射毫米波信号，在所述发射端测量得到的；每个反射路径有一个入射角，每个发射路径有一个发射角；步骤B，在按照预设的旋转角度递增的方式，所述机器人旋转一个圆周的情况下，针对同一旋转角度，分别确定第一相关系数及第二相关系数；其中，所述第一相关系数为接收端的RSS序列与第一反射路径的RSS之间的相关系数；所述第二相关系数为发射端的RSS序列与第二发射路径的RSS之间的相关系数；所述接收端的RSS序列包含预设个元素，每个元素是所述毫米波信号的每个波束模式下，第一反射路径的RSS的贡献分量之和；所述发射端的RSS序列包含预设个元素，每个元素是每个波束模式下，第二发射路径的RSS的贡献分量之和；步骤C，将接收端的RSS序列与第一反射路径的RSS的相关系数，与发射端的RSS序列与第二发射路径的RSS的相关系数求和；步骤D，在所述和超过阈值的情况下，将第一反射路径的入射角确定为目标入射角，并且将第二发射路径的发射角，确定为目标反射角；步骤E，将目标入射角对应的第一反射路径确定为目标反射路径，并且将目标发射角对应的第二反射路径确定为目标发射路径；步骤F，从第一反射路径中，去掉目标反射路径，得到剩余反射路径，并且从第二反射路径中，去掉目标发射路径，得到剩余发射路径；步骤G，从接收端的RSS序列中，删除目标反射路径的RSS的贡献分量，得到接收端的剩余RSS序列，并且从发射端的RSS序列中，删除目标发射路径的RSS的贡献分量，得到发射端的剩余RSS序列；步骤H，判断接收端的剩余RSS序列与剩余反射路径的RSS的相关系数是否小于预设阈值，如果否，使用接收端的剩余RSS序列更新接收端的RSS序列，使用剩余反射路径更新第一反射路径，使用发送端的剩余RSS序列更新发送端的RSS序列，使用剩余发射路径更新第一发射路径，返回继续执行步骤C至步骤H，直至接收端的剩余RSS序列与剩余反射路径的RSS的相关系数小于预设系数阈值；步骤I，根据所有目标入射角对应的目标反射路径，确定反射物的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在按照预设的旋转角度递增的方式，所述机器人旋转一个圆周的情况下，针对同一旋转角度，分别确定第一相关系数及第二相关系数，包括：使用相关系数公式，在按照预设的旋转角度递增的方式，机器人旋转一个圆周的情况下，针对同一旋转角度，确定第一相关系数及第二相关系数；其中，相关系数公式为κ(x，y)代表相关系数，x和y分别代表输入变量，cov(x，y)为x与y的协方差，var[y]代表x的方差，var[y]代表y的方差。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将接收端的RSS序列与第一反射路径的RSS的相关系数，与发射端的RSS序列与第二发射路径的RSS的相关系数求和，包括：使用公式：将所述第一相关系数及第二相关系数求和；其中，α代表发射角，β代表入射角，Vr代表接收端的RSS序列，V(α)代表入射角α的第一反射路径的RSS，Vt代表发射端的RSS序列，V(β)代表发射角为β的第二发射路径的信号强度RSS，pA代表第一反射路径的序号，α(pA)代表第pA条第一反射路径的入射角，g(pA)代表第pA条第一反射路径的路径增益，代表第一反射路径数量，σ代表噪声，V(α(pA))代表入射角α的第pA条第一反射路径的RSS。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述和超过阈值的情况下，将第一反射路径的入射角确定为目标入射角，并且将第二发射路径的发射角，确定为目标反射角，包括：在所述和超过阈值的情况下，确定所述和最大时，所述第一反射路径对应的入射角，作为目标入射角；在所述和超过阈值的情况下，确定所述和最大时，所述第二发射路径对应的发射角，作为目标发射角。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述和的数量大于1个时，在所述和超过阈值的情况下，将第一反射路径的入射角确定为目标入射角，并且将第二发射路径的发射角，确定为目标反射角，包括：在所述和超过阈值的情况下，从所述和之间的差值未超过差值阈值时的和中，选择和最大时第一反射路径对应的入射角，作为目标入射角；在所述和超过阈值的情况下，从所述和之间的差值未超过差值阈值时的和中，选择和最大时第二发射路径对应的发射角，作为目标发射角。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述接收端的RSS序列中，删除所述目标反射路径的RSS的贡献分量，得到接收端的剩余RSS序列，并且从所述发射端的RSS序列中，删除所述目标发射路径的RSS的贡献分量，得到发射端的剩余RSS序列，包括：使用公式V′r＝Vr-g*(pA)V(α*)，在接收端的RSS序列中删除所述目标反射路径的RSS的贡献分量，得到接收端的剩余RSS序列；使用公式V′t＝Vt-g*(pB)V(β*)，从发射端的RSS序列中，删...

【专利技术属性】
技术研发人员：周安福，马华东，杨绍元，杨毅，范誉航，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11