[发明专利]一种基于禁忌搜索的可见光定位方法

权利要求书

1.一种基于禁忌搜索的可见光定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、位于室内顶部的4盏LED发出不同频率的ID信息，不同频率的ID信息经过光信道由接收端PD接收，检测到不同LED到达接收端PD的光功率；

步骤2、根据本室内可见光定位系统的模型，初始化当前估计定位点坐标x_now＝(x_e,y_e,z_e)＝(0,0,0)和当前最佳定位点坐标x_best＝(x_b,y_b,z_b)＝(0,0,0)，设置上界x_u＝4，下界x_l＝0，禁忌长度l＝13，衰减因子scale＝1，最大迭代步数G_max＝2000，同时将禁忌表清空；

步骤3、计算当前估计定位点的适应度值fit，若fit＜1×10^-5，则输出当前估计定位点坐标x_now作为最终定位点坐标，若适应度值不满足fit＜1×10^-5，则判断迭代步数是否达到最大，若未达到最大，则继续以下步骤，若达到最大，转步骤2；

步骤4、对衰减因子scale的值进行更新，scale＝scale*0.998，即衰减因子scale的值为上一循环中scale的值的0.998倍，当前估计定位点坐标为x_now＝(x_e,y_e,z_e)，设邻域定位点坐标为其中j＝1、2、3……20，且：

其中，rand表示范围为[-1，1]的随机值，计算得到20个邻域定位点x_near(j)的适应度值fit_near，选出适应度值fit_near最小的邻域定位点作为候选定位点x_candidate；

步骤5、计算候选定位点x_candidate的适应度值fit_candidate，计算当前最佳定位点x_best的适应度值fit_best，若fit_candidate＜fit_best，则令x_best＝x_candidate，且x_now＝x_candidate，并将该候选定位点加入到禁忌表里，若禁忌表当前长度大于禁忌长度，则替换最早进入禁忌表的对象，转步骤3；若不满足fit_candidate＜fit_best，则继续步骤6；

步骤6、先判断候选定位点是否在禁忌表内，若候选定位点在禁忌表内，当前估计定位点不变，回到步骤3；若候选定位点不在禁忌表内，将该候选定位点作为当前估计定位点，并将该候选定位点加入到禁忌表里，若禁忌表当前长度大于禁忌长度，则替换最早进入禁忌表的对象，转步骤3。

2.根据权利要求1所述的一种基于禁忌搜索的可见光定位方法，其特征在于，步骤3中，所述LED发射端的光功率与接收端PD的光功率关系如下：

其中，A_r表示接收端PD的有效面积，m表示朗伯序数，d表示LED发射端和接收端PD之间的距离，θ表示LED发射端的发射角，ψ表示接收端PD的入射角，T_s(ψ)表示光学滤波器的增益，G(ψ)表示光学集中器的增益，P_r表示接收端PD的光功率，P_t表示LED发射端的光功率，令：

C在本室内可见光定位系统中为常数，且接收端PD所在平面与LED发射端所在平面平行，故cos(θ)＝cos(ψ)，且：

其中，H表示房间的高度，z_e表示当前估计定位点的高度，d表示LED发射端和接收端PD之间的距离，由此得到第i盏LED发射端到接收端PD之间的距离

其中，表示由LED发射端的光功率与接收端PD的光功率关系计算得到的第i盏LED发射端到接收端PD之间的距离，其中i＝1、2、3、4，P_r⁽ⁱ⁾表示第i盏LED发射端发射到接收端PD时接收端PD的光功率，z_e表示当前估计定位点的高度；

第i盏LED发射端的坐标为x_LED(i)＝(x⁽ⁱ⁾,y⁽ⁱ⁾,z⁽ⁱ⁾)，其中i＝1、2、3、4，当前估计定位点与第i盏LED发射端的距离：

令：

最终计算出当前估计定位点的适应度值：