[发明专利]基于无线接收信号强度的目标识别方法

说明书

本发明公开了一种基于无线接收信号强度的目标识别方法，属于无线网络中的无线目标识别领域。本发明提出利用无线接收信号强度来实现目标识别，包围监测区域的无线测量节点在离线阶段通过测量每个目标在识别位置上随机改变朝向时的接收信号强度(RSS)来建立指纹数据库，并从中抽取特征向量用于训练多类目标分类函数，在线阶段首先测量t时刻某一目标在识别位置上的RSS，然后将在线数据作为特征向量代入所有训练好的分类函数中，得到特征向量所属的类，完成目标的识别。相比传统的目标识别方法，本发明基于无线接收信号强度的无源目标识别方法能够达到相当的识别精度，而且具有保护隐私和在严重遮挡环境也可以工作的优点。

技术领域

本发明涉及一种无线目标识别方法，是一种基于无线接收信号强度的目标识别方法，属于无线网络中的无线目标识别领域。

背景技术

目标识别在我们的日常生活中有着很多的作用。比如智能家居中，不同用户可能对环境参数比如环境的布局，温度，湿度等有着不同的偏好，可以利用目标识别技术自动调整环境参数以满足不同用户的需求；在家居安全中，目标识别可用于入侵检测。

传统的目标识别方法大多数是基于生物学特征比如面部、虹膜，指纹，步态等。但是基于生物学特征的识别方法都有隐私泄露的风险。无线识别的方法不会有此担忧，而且无线信号具有较好的穿透性。目前，基于无线信号的识别方法得到了广泛关注，因为无线信号具有泛在性的特点，我们的生活环境中存在很多无线设备，比如无线电台、无线局域网接入点、蓝牙、无线传感器网络等等。但目前的研究主要集中在利用无线信号对同一目标进行手势，姿态以及行为的识别，没有考虑到多目标识别的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于无线接收信号强度的目标识别方法。由于每个人的形态比如身高，腰围等都存在差异，导致不同目标对无线信号的影响是不一样的，因此不同目标位于监测区域时无线测量节点观测得到的接收信号强度(RSS)也不一样，因此本发明使用RSS作为目标识别的特征。同时由于目标位于监测区域内同一位置上不同朝向时对无线信号的影响也不相同，因此本发明考虑目标在同一位置上的朝向变化。另外由于在不同信号频率下链路RSS存在差异，本发明利用信道分集技术来提高基于无线RSS的目标识别的精度。本发明基于无线接收信号强度的目标识别方法分为两个阶段，即学习阶段和识别阶段。学习阶段通过记录不同目标位于某个位置时无线链路的RSS来建立指纹数据库。而识别阶段的目的是利用在线观测的无线链路RSS测量值通过分类算法进行目标识别。本发明所述的基于无线接收信号强度的目标识别方法，包括以下步骤：

步骤一：部署无线测量节点，构造监测区域：

将K个无线测量节点均匀地部署在监测区域周围且K≥2，这些测量节点具有相同的物理结构，每个测量节点都可以发送和接收无线信号并记录RSS，K个测量节点共构成L＝K×(K-1)/2条无线链路。另外还存在一个基站节点，负责接收其它测量节点采集的RSS数据，并将接收到的RSS数据传送到与其相连的本地计算机做后续处理。由于本发明采用信道分集技术，测量节点需要分别测量F个不同的频率下的RSS值；

步骤二：建立离线目标特征数据库：方法如下：

步骤2.1：记录目标在监测区域中位于识别位置上且不同朝向时的RSS；

假设我们在监测区域D内选择一个识别位置。每个目标在识别位置上站立一段时间并随机改变自己的朝向，与此同时节点分别测量链路在F个不同信道下的RSS，记第m个目标位于识别位置时并且朝向为q时，链路l在信道f上的RSS为

步骤2.2：根据步骤2.1记录的数据得到每个目标位于识别位置上且不同朝向时的RSS，并建立离线RSS指纹数据库：

假设目标集合定义为其中M为目标的个数。第m个目标位于识别位置并且朝向为q时，链路l在信道f上的RSS为将此时目标m在F个信道下分别测量的L×F个RSS排成一个列向量可以表示为