1.一種基于多徑信號(hào)空間譜的被動(dòng)式目標(biāo)定位方法,在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)設(shè)置兩個(gè)閱讀器分別為閱讀器A和閱讀器B,閱讀器A設(shè)置在監(jiān)測(cè)區(qū)域一方邊緣的中間位置,閱讀器B設(shè)置在另一方邊緣的中間位置,每個(gè)閱讀器上連接有天線陣列,所述的天線陣列包括M個(gè)等距設(shè)置的天線,分別對(duì)閱讀器A和閱讀器B上M個(gè)天線從一邊到另一邊依次編號(hào)為1,2…M,分別將閱讀器A和閱讀器B上的第一個(gè)天線標(biāo)記為參考天線,在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)隨機(jī)設(shè)置K個(gè)標(biāo)簽,其中M≥2,K≥1;
其特征在于,包括如下步驟:
步驟一,在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)測(cè)量每一個(gè)標(biāo)簽和閱讀器A之間的相位值和幅值作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù);
步驟二,在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)隨機(jī)設(shè)置目標(biāo),測(cè)量每一個(gè)標(biāo)簽和閱讀器A之間的相位值和幅值作為對(duì)比數(shù)據(jù);
步驟三,除去基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和對(duì)比數(shù)據(jù)中相位值的相位差,根據(jù)公式X=A·eiω,其中A表示幅值,ω表示相位值;將基準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的幅值和除去相位差后的相位值代入該公式得到基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的陣列信號(hào)X1,將對(duì)比數(shù)據(jù)中的幅值和除去相位差后的相位值代入該公式得到對(duì)比數(shù)據(jù)陣列信號(hào)X2;具體包括:
3.1,求解等式:得到相位差矩陣其中K是標(biāo)簽的總個(gè)數(shù),為第k個(gè)標(biāo)簽的反射信號(hào)的方向向量,為第k個(gè)標(biāo)簽的噪聲子空間,Γ為天線的相位差對(duì)角矩陣,對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)每個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行編號(hào)為1,2…K,將閱讀器A所在監(jiān)測(cè)區(qū)域的邊緣近似成一條直線,以閱讀器A為圓心在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)畫半圓,按照逆時(shí)針方向,對(duì)半圓進(jìn)行0~180°范圍的角度劃分,逆時(shí)針標(biāo)記的初始角為0°,將每個(gè)標(biāo)簽與閱讀器連接,此時(shí)標(biāo)簽在半圓上對(duì)應(yīng)的角度即為標(biāo)簽與閱讀器A之間的角度θ,獲取每個(gè)標(biāo)簽與閱讀器A之間的角度θ,為第k個(gè)標(biāo)簽與閱讀器A之間的角度θk,θk的取值范圍為0°~180°;
3.2將步驟一中得到的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的相位值減去相位誤差得到校正后的基準(zhǔn)數(shù)據(jù),將步驟二得到對(duì)比數(shù)據(jù)中的相位值減去相位差得到校正后的對(duì)比數(shù)據(jù);
3.3根據(jù)步驟3.2中得到的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的幅值和除去相位差后的相位值得到基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的陣列信號(hào)X1;根據(jù)對(duì)比數(shù)據(jù)中的幅值和除去相位差后的相位值得到對(duì)比數(shù)據(jù)陣列信號(hào)X2;
步驟四,將步驟三中得到的校正后的對(duì)比數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,產(chǎn)生對(duì)比數(shù)據(jù)AOA譜和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)AOA譜,以這兩組AOA譜中的閱讀器A為圓心在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)畫半圓,按照逆時(shí)針方向,對(duì)半圓進(jìn)行0~180°范圍的角度劃分,逆時(shí)針標(biāo)記的初始角為0°,比較這兩組AOA譜中所有波峰對(duì)應(yīng)的峰值大小,找到對(duì)比數(shù)據(jù)AOA譜的峰值小于基準(zhǔn)數(shù)據(jù)AOA的峰值的所有波峰,記錄這些波峰的中心線在半圓中所對(duì)應(yīng)的半徑,每一個(gè)半徑所在的直線確定一條路徑,得到閱讀A對(duì)應(yīng)的多條路徑記為L(zhǎng)a1,La2…Lah,其中h表示直線的個(gè)數(shù),K≤h;
步驟五、將閱讀器A用閱讀器B替換,執(zhí)行步驟一至步驟四,得到閱讀器B對(duì)應(yīng)的多條路徑記為L(zhǎng)b1,Lb2…Lbe,其中e表示直線個(gè)數(shù),K≤e;
步驟六、步驟四得到的路徑La1,La2…Lam與步驟五得到的路徑Lb1,Lb2…Lbe在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)存在多個(gè)交點(diǎn),利用似然函數(shù)找到交點(diǎn)最密集的區(qū)域,該區(qū)域即為目標(biāo)物體的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述的步驟四具體包括,
4.1,根據(jù)公式X1=AS+n,其中,X1表示基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的陣列信號(hào),A表示基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的幅值,n表示噪聲,S表示源信號(hào),其中S=[s1,...,sp]T;sp表示基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的第P個(gè)源信號(hào),
利用公式:
計(jì)算得到在M個(gè)天線下沿著θp方向下的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號(hào)能量P1(θp),此時(shí)公式(1)中的xm是指步驟三中得到的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)陣列信號(hào)X1中的第m個(gè)天線的測(cè)量信號(hào),其中M表示天線個(gè)數(shù),其中1≤m≤M,ω(m,θp)表示天線m與參考天線之間的相位差,sp表示基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的第P個(gè)源信號(hào),d表示閱讀器A上每?jī)蓚€(gè)相鄰天線之間的間距,λ表示源信號(hào)的波長(zhǎng);
4.2根據(jù)公式X2=AS+n,其中,X2表示對(duì)比數(shù)據(jù)的陣列信號(hào),A表示對(duì)比數(shù)據(jù)的幅值,n表示噪聲,S表示源信號(hào),其中S=[s1,...,sp]T;sp表示對(duì)比數(shù)據(jù)的第P個(gè)源信號(hào);利用公式:
計(jì)算得到在M個(gè)天線下沿著θp方向下的對(duì)比數(shù)據(jù)的信號(hào)能量P2(θp),公式(2)中的xm是指步驟三中得到的對(duì)比數(shù)據(jù)陣列信號(hào)X2中第m個(gè)天線的測(cè)量信號(hào);其中M表示天線個(gè)數(shù),其中1≤m≤M,ω(m,θp)表示每個(gè)天線與參考天線之間的相位差,sp表示對(duì)比數(shù)據(jù)的第P個(gè)源信號(hào),d表示閱讀器B上每?jī)蓚€(gè)相鄰天線之間的間距,λ表示源信號(hào)的波長(zhǎng);
4.3,將步驟三得到的X1和X2分別代入music算法,得到相應(yīng)的AOA譜B1(θp)和B2(θp),分別對(duì)B1(θp)和B2(θp)進(jìn)行歸一化處理,得到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化函數(shù)Nor(B1(θp))和Nor(B2(θp));
4.4,將P1(θp)和Nor(B1(θp))點(diǎn)乘得到對(duì)比數(shù)據(jù)的能量AOA譜,得到對(duì)比數(shù)據(jù)的能量AOA譜,將P2(θp)和Nor(B2(θp))點(diǎn)乘得到基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的能量AOA譜,得到基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的能量AOA譜;
4.5,以步驟4.4得到的兩組AOA譜中的閱讀器A為圓心在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)畫半圓,按照逆時(shí)針方向,對(duì)半圓進(jìn)行0~180°范圍的角度劃分,逆時(shí)針標(biāo)記的初始角為0°,比較這兩組AOA譜中所有波峰對(duì)應(yīng)的峰值大小,找到對(duì)比數(shù)據(jù)AOA譜的峰值小于基準(zhǔn)數(shù)據(jù)AOA的峰值的所有波峰,記錄這些波峰的中心線在半圓中所對(duì)應(yīng)的半徑,每一個(gè)半徑所在的直線確定一條路徑,得到閱讀A對(duì)應(yīng)的多條路徑記為L(zhǎng)a1,La2…Lah,其中h表示直線的個(gè)數(shù),K≤h。