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专利号: 2019106105090
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 信号装置
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于无线信号特征的室内入侵和空间结构变化识别方法,其特征在于包括以下步骤:

步骤一、在离线阶段,采集目标环境中的静默信号,即在每个监测点处采集z1条静默接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)序列Sl={Sl(1),…,Sl(Ml)}(l=1,…,z1),其中,Ml为第l条静默RSS序列的长度,Sl(n)(n=1,…,Ml)为第l条静默RSS序列的第n个RSS矢量;

步骤二、采集目标环境中的入侵信号,即在每个监测点处采集z2条入侵RSS序列Rl′={Rl′(1),…,Rl′(Ml′)}(l′=1,…,z2),其中,Ml′为第l′条入侵RSS序列的长度,Rl′(m)(m=

1,…,Ml′)为第l′条入侵RSS序列的第m个RSS矢量;

步骤三、分别计算第l条静默和第l′条入侵RSS序列的RSS均值矢量 和步 骤四 、计 算 第 l 条 静 默 和 第 l ′条 入侵 R S S 序 列 的 互 相 关 系 数其中M=min{Ml,Ml'};

步骤五、对于每对静默和入侵RSS序列,重复步骤三至步骤四,得到l×l′个互相关系数r1,…,rl×l′,并计算rmin=min{r1,…,rl×l′}和rmax=max{r1,…,rl×l′};

步骤六、计算第l′条入侵RSS序列的离散短时傅里叶变换其中,ωd为数字角频率,窗函数

步骤七、对窗函数能量进行归一化,即 其中, Δt为采样周期;

步骤八、计算Fl′(z,ω)=Rl′(z)H(ω,z),其中,Rl′(z)为Rl′(n)的z变换,H(ω,z)为w′(n)e-jωΔt的z变换;

步骤九、计算窗函数的中心横坐标

步骤十、计 算第l ′条 入侵RS S序列在n-μ时刻的短时 傅里叶变 换并记该RSS序列对应的频率区间为[ω1,ω2];

步骤十一、计算第l′条入侵RSS序列的离散短时功率谱Pl′(n,ωd)=|Fl′(n,ωd)|2;

步骤十二、将频率区间[ω1,ω2]进行m等分,得到每个等分区间的频率宽度Δωd;

步骤十三、计算第l′条入侵RSS序列在频率区间[ω1,ω2]内的平均功率近似值步骤十四、对于每条入侵RSS序列,重复步骤六至步骤十三,得到z2条入侵RSS序列在频率区间[ω1,ω2]内的平均功率近似值,并用集合表示为步骤十五、计算

步骤十六、计算

步骤十七、计算pmin=p0-ε和pmax=p0-ε;

步骤十八、计算第l条静默RSS序列的小波系数 其中,基波函数 为变换尺度, 为单位平移量;

步骤十九、记第l条小波系数的最大值为 则z1条静默RSS序列对应的小波系数的最大值集合表示为

步骤二十、计算

步骤二十一 、在线阶段 ,在每个监测点处采集未知状态的RSS序列步骤二十二、计算R0的小波系数 并记其最大值为步骤二十三、若λmax>λ0,转步骤二十四;否则,不存在室内入侵或空间结构变化;

步骤二十四、将R0看作为某条入侵RSS序列,并利用步骤六至步骤十三,计算其平均功率近似值p0;

步骤二十五、若pmin<p0<pmax,存在室内入侵;否则,转步骤二十六;

步骤二十六、计算R0与第l条静默RSS序列的相关系数

0 0

R (n)(n=1,…,M0)为R 的第n个RSS矢量,M′=min{Ml,M0};

步骤二十七、记取值在区间[rmin,rmax]内的上述相关系数个数为q1,取值大于rmax的上述相关系数个数为q2,以及取值小于rmin的上述相关系数个数为q3;

步骤二十八、若q1/z1>0.5,则存在室内入侵;若q2/z1>0.5,存在室内入侵和空间结构变化;若q3/z1>0.5,存在空间结构变化。

2.根据权利要求1所述的基于无线信号特征的室内入侵和空间结构变化识别方法,关于室内入侵和空间结构变化的识别准则如下:(1)当λmax>λ0且pmin<p0<pmax时,存在室内入侵;

(2)当λmax>λ0,p0≤pmin或p0≥pmax且q1/z1>0.5时,存在室内入侵;

(3)当λmax>λ0,p0≤pmin或p0≥pmax且q2/z1>0.5时,存在室内入侵和空间结构变化;

(4)当λmax>λ0,p0≤pmin或p0≥pmax且q3/z1>0.5时,存在空间结构变化;

(5)当λmax≤λ0时,不存在室内入侵和空间结构变化。