一种视频辅助射频定位方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种室内定位技术领域，尤其涉及的是一种视频辅助射频定位方法和 装置。
【背景技术】
[0002] 基于射频的DfP(Device_free Passive)定位已经可以用来实现室内定位，这种技 术的优点是方便、低功耗，同时人们可以不需要携带任何设备，可以被广泛应用于各个场 所。但是，单纯的采用指纹识别的射频定位，极大的依赖于指纹库的精度，由于当前的环境 会随着时间发生一定的变化，将会导致指纹库的匹配精度变差，如果不能确保指纹库的实 时的更新，从而会导致射频定位准确度的下降。
[0003] 普通的视频定位，受到光照的影响，比如在晚上，视频定位就无法使用；其次视频 定位由于需要实时监控，如果单纯的使用视频定位也会极大的消耗资源；视频定位在某些 公共场合可以有很好的效果，但是对居家来说会对个人隐私产生影响；视频定位虽然定位 识别率高，但是条件局限性比较大，无法适应频繁环境变化带来的影响。
[0004] 目前的室内定位技术虽然有很多种，但多数为单一化的室内定位或者是单纯的通 过两种定位方法的简单组合，这些的定位方法有的不能满足长时间的高精度定位，有的产 生资源的浪费或者对被定位者本身的利益受到影响。如何实现室内长时间、高精度、低功耗 且安全高效的定位是业内人员亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够实现室内长时间、高精度、低功耗 且安全高效的定位方法和装置。
[0006] 本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
[0007] -种视频辅助射频定位方法，利用视频定位辅助射频定位，实现室内定位；所述射 频定位的装置包括信号发送器和信号接收器，每个信号发送器和信号接收器之间形成一条 信号链路，通过将所需定位的室内空间划分为若干单元格，根据每条信号链路的RSSI值变 化和指纹匹配算法进行室内单元格的定位和移动监测；所述视频定位确定当前定位者所在 的编号单元，视频定位通过帧差法来判定物体的移动，视频定位具体通过校准器来实现，所 述校准器通过实时更新射频指纹库的信息以辅助提高射频定位的精度。
[0008] 优选的，所述射频定位的步骤和主要算法如下：
[0009] 1)定位区域划分：
[0010] 以k和L分别表示划分的区域数量和室内传感器部署的链路数目，在指纹训练的 过程中针对每一个单元区域，采集室内所有链路的RSSI强度值，第k个单元格所采集的数 据[LI = valuel，L2 = value2，…，Lk = valuek，cell = k],样本数据中包含每条链路 RSSI值以及所在的单元格；
[0011] 2)指纹库建立：
[0012] 传感器在t时间内向接收器发送数据，当测试者在单元格中的时间为T时，可以采 集到T/t个的全局链路RSSI值；当指纹训练结束，在k个单元格的所有的全局链路RSSI值 向量数为kXT/t，将所采集的所有数据用作指纹训练；在使用分类算法前通过将同一单元 格内的数据进行处理，如选择η组数据在每条链路上取平均值得到Vk，将所得的训练数据 按单元格标签进行分类，即单元格的数量k，可将所得的数据按照单元格划分的方式进行指 纹库的建立；
[0013] 3)单元格定位：
[0014] 指纹库建立完毕后，当有人在定位区域中走动时，通过采集当前情况下室内所有 链路RSSI值的情况来进行单元格定位，采用KNN分类算法来将当前情况下的所有链路RSSI 值进行匹配以确定当前人员所在的单元格；
[0015] 所述KNN算法：
[0016] 假设X为待分类的测试数据向量格式为[LI = valuel, L2 = value2,…，Lk = valuek]，选取KNN中的近邻为1，通过采用欧几里得距离
[0017]
[0018] 其中X为测试时所取的全局链路RSSI值，vk为训练时第k个单元格的平均全局 链路RSSI值；
[0019] 假设y为想要的分类，最终结果为：y = arg minkd(x, vk)
[0020] 最终所获取的分类值即为当前人员所在的位置单元格。
[0021] 优选的，所述帧差法是一种图形图像处理方法，通过针对视频前一帧和后一帧的 图像像素差值来判定物体的移动；具体步骤如下：
[0022] 首先，选取第k帧和k+Ι帧图像，分别用fk(x, y)和fk+1(x, y)表示，如果以dk(x, y) 表示第k帧和k+1帧的差分图像，则 :dk(x, y) = fk+1(x, y)_fk(x, y)
[0023] 接下来通过阈值将差分图像进行二值化分割，当dk(x, y)〈T，则Dk(x, y) = 0 ;当 dk(x，y)>T，贝IJ Dk(x，y) = 1 ;其中，T为二值化分割的阈值，D为分割后的前景图像。
[0024] 优选的，所述校准器包括用于采集视频信息的视频模块、用于和服务器端进行通 讯的WiFi模块、用于发送报警和提示信息的GSM模块和对信号进行处理的树莓派，所述树 莓派的主要硬件特征包括CPU、内存、SD卡、网卡接口、USB接口、音频输出接口和视频输出 接口，所述树莓派的USB接口与所述视频模块连接，所述树莓派的串行接口与所述GSM模块 连接，所述树莓派与WiFi模块无线连接。
[0025] 优选的，所述校准器的具体使用方法：
[0026] 步骤一，将校准器安置于定位区域的上方，并确保校准器能够监控到整个区域；
[0027] 步骤二，将校准器连接WiFi网络，启动加载校准器内的系统，并确保校准器能够 与服务器及外部设备通讯；
[0028] 步骤三，校准器进行区域映射，将监控区域的单元格与视频模块采集的像素点进 行对应，确保视频定位能够正常运行，校准器内部使用的视频定位算法采用所述帧差法；
[0029] 步骤四，启动射频定位，将室内情况通过服务器端发送给校准器，用于移动监测；
[0030] 步骤五，配置校准器的相关设置，包括可更新时间、射频定位第一次的指纹库数 据；
[0031] 步骤六，启动校准器内部的辅助更新算法。
[0032] 优选的，所述更新算法的触发条件：
[0033] 首先，部署传感器并且建立射频定位的环境，部署视频定位环境，获取当前无人环 境下的所有链路情况AO ;以后每次以天数为单位获取当天无人环境下所有链路情况Ax ;其 次，判断A的变化情况，若是A的变化超过一定的阈值T，环境变化超过了一定范围，则表明 指纹库的精度将会下降，需要重新更新指纹库，此时将启动准备更新程序；然后，判断启动 摄像头的条件，首先需要判断当前环境中是否有人，没有人则不启动，若是有人则再次判断 时间是否与设置的时间段吻合，若吻合则开启摄像头；最后，在摄像头启动后进行更新，将 获取的当前室内链路情况合并到指纹库中；结束本次更新，等待下一次更新。
[0034] 优选的，所述校准器的辅助定位流程如下：
[0035] 1)射频定位通过服务器控制，首先根据射频链路产生的信号值进行指纹库的建 立，其中所述指纹库是以单元格为单