基于可見光通信的室內定位方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及通信技術領域，尤其設及一種基于可見光通信的室內定位方法及系 統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著經濟和現(xiàn)代技術的不斷發(fā)展，人們對導航和定位服務的需求也日益增大。在 機場大廳、展覽大廳、超市、圖書館、倉庫、地下停車場等復雜的室內環(huán)境中，經常需要確定 移動終端或其持有者W及設備與物品在室內的位置信息。尤其是智能手機的普及，W及移 動互聯(lián)網的發(fā)展，地圖與導航類軟件將進入一個新的時代一-室內導航。據調查，人們平均 80% -90%的時間在室內，70%的移動電話使用在室內，80%的數據連接使用在室內。室內 定位有著廣泛的應用前景，傳統(tǒng)的室內定位技術由于精度較低，無法滿足一些特定的需求。 與此相比，可見光室內定位技術由于精度相對較高，且不需要復雜的基站做支持，成為了新 一代室內定位技術發(fā)展趨勢。
[0003] 雖然可見光通信的技術早在1998年就由香港大學的教授提出，但是基于可見光 通信的室內定位技術在2010年之后才逐漸被人們所關注?，F(xiàn)有的可見光室內定位技術主 要分為兩類；第一類是利用L邸光源發(fā)送位置信來實現(xiàn)定位，該種定位方式相對來說比較 成熟并且容易實現(xiàn)，現(xiàn)有的產品大多采用該種方案。但是其定位精度偏低，無法滿足更高的 需求；第二類是通過檢測多個L邸光源的光照強度，推測出接收端和參考光源之間的距離， W此計算出接收端的位置。隨著科學水平的提高，基于該種方法的室內定位系統(tǒng)的精度越 來越高。國外的一些科研機構基于此種技術使定位精度達到了厘米級。但是，該種技術存 在很大的缺憾，一方面，由于其工作原理是測量光源亮度，因此，接收端的抗干擾能力較差； 另一方面，基于該種技術的接收端只能在二維的平面內實現(xiàn)精確定位。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種基于可見光通信的室內定位方法及系統(tǒng)，W解決現(xiàn)有室內定位 技術中發(fā)送端多光源干擾問題，提高室內定位的精度，減小定位誤差。
[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的一種基于可見光通信的室內定位方法，包 括：
[0006] 將當前室內L邸光源的位置信息按照預設編碼方法生成用于驅動所述L邸光源的 編碼信號并通過所述L邸光源進行發(fā)送；
[0007] 接收所述L邸光源發(fā)送的光信號并將所述光信號轉換成電信號；
[000引利用曲線擬合法提取當前室內L邸光源的輸入光照度與輸出電壓之間的對應關 系，根據所述對應關系計算所述L邸光源發(fā)送的光信號的光照度；
[0009] 解析所述電信號，獲得當前室內L邸光源的位置信息，W所述光照度作為權值對 當前室內L邸光源的坐標進行加權平均，計算出當前接收端的位置坐標。
[0010] 優(yōu)選地，所述利用曲線擬合法提取當前室內L邸光源的輸入光照度與輸出電壓之 間的對應關系，根據所述對應關系計算所述L邸光源發(fā)送的光信號的光照度，具體包括：
[0011] 測量光電轉換器在不同輸入光照度下輸出電壓的大小，獲取不同輸入光照度和輸 出電壓之間的關系；
[0012] 對所述輸入光照度和輸出電壓之間的關系進行曲線擬合，得出輸入光照度和輸出 電壓關系式；
[0013] 根據所述輸入光照度和輸出電壓關系式計算所述L邸光源發(fā)送的光信號的光照 度。
[0014] 優(yōu)選地，所述當前接收端的位置坐標的計算公式如下：
【主權項】
1. 一種基于可見光通信的室內定位方法，其特征在于，所述方法包括： 將當前室內LED光源的位置信息按照預設編碼方法生成用于驅動所述LED光源的編碼 信號并通過所述LED光源進行發(fā)送； 接收所述LED光源發(fā)送的光信號并將所述光信號轉換成電信號； 利用曲線擬合法提取當前室內LED光源的輸入光照度與輸出電壓之間的對應關系，根 據所述對應關系計算所述LED光源發(fā)送的光信號的光照度； 解析所述電信號，獲得當前室內LED光源的位置信息，以所述光照度作為權值對當前 室內LED光源的坐標進行加權平均，計算出當前接收端的位置坐標。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用曲線擬合法提取當前室內LED光 源的輸入光照度與輸出電壓之間的對應關系，根據所述對應關系計算所述LED光源發(fā)送的 光信號的光照度，具體包括： 測量光電轉換器在不同輸入光照度下輸出電壓的大小，獲取不同輸入光照度和輸出電 壓之間的關系； 對所述輸入光照度和輸出電壓之間的關系進行曲線擬合，得出輸入光照度和輸出電壓 關系式； 根據所述輸入光照度和輸出電壓關系式計算所述LED光源發(fā)送的光信號的光照度。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述當前接收端的位置坐標的計算公式 如下：
其中，百為接收端的坐標向量，〒!為第i個LED光源的坐標向量，Pi為通過計算所得的 接收端R所接收到的第i個LED光源的光照度，N為當前室內LED光源的個數，&為接收端 的水平坐標值，^為接收端的垂直坐標值。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述LED光源采用時分復用的傳輸方式進 行光信號的發(fā)送。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收所述LED光源發(fā)送的光信號并將 所述光信號轉換成電信號之后，還包括： 對所述電信號進行整形和噪聲去除處理； 將所述整形和噪聲去除后的數據轉化為數字信號。
6. 根據權利要求1-5任一權利要求所述的方法，其特征在于，所述LED光源為白光LED 燈。
7. 根據權利要求1-5任一權利要求所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 對所述LED光源的開關狀態(tài)進行控制。
8. -種基于可見光通信的室內定位系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括： 發(fā)送端，用于將當前室內LED光源的位置信息按照預設編碼方法生成用于驅動所述LED光源的編碼信號并通過所述LED光源進行發(fā)送； 接收端，用于接收所述LED光源發(fā)送的光信號并將所述光信號轉換成電信號；利用曲 線擬合法提取當前室內LED光源的輸入光照度與輸出電壓之間的對應關系，根據所述對應 關系計算所述LED光源發(fā)送的光信號的光照度；解析所述電信號，獲得當前室內LED光源的 位置信息，以所述光照度作為權值對當前室內LED光源的坐標進行加權平均，計算出當前 接收端的位置坐標。
9. 根據權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接收端包括： 光電轉換模塊，用于接收所述LED光源發(fā)送的光信號并將所述光信號轉換成電信號； 計算模塊，利用曲線擬合法提取當前室內LED光源的輸入光照度與輸出電壓之間的對 應關系，根據所述對應關系計算所述LED光源發(fā)送的光信號的光照度； 數據處理模塊，用于解析所述電信號，獲得當前室內LED光源的位置信息，以所述光照 度作為權值對當前室內LED光源的坐標進行加權平均，計算出當前接收端的位置坐標。
10. 根據權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接收端還包括： 比較整形模塊，用于對所述電信號進行整形和噪聲去除處理； 模數轉換模塊，用于將所述整形和噪聲去除后的數據轉化為數字信號。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于可見光通信的室內定位方法及系統(tǒng)，該方法包括：將當前室內LED光源的位置信息按照預設編碼方法生成用于驅動所述LED光源的編碼信號并通過所述LED光源進行發(fā)送；接收所述LED光源發(fā)送的光信號并將所述光信號轉換成電信號；利用曲線擬合法提取當前室內LED光源的輸入光照度與輸出電壓之間的對應關系，根據所述對應關系計算所述LED光源發(fā)送的光信號的光照度；解析所述電信號，獲得當前室內LED光源的位置信息，以所述光照度作為權值對當前室內LED光源的坐標進行加權平均，計算出當前接收端的位置坐標。本發(fā)明解決了現(xiàn)有室內定位技術中發(fā)送端多光源干擾問題，提高室內定位的精度，減小定位誤差。
【IPC分類】G01C21-00
【公開號】CN104567857
【申請?zhí)枴緾N201410720519
【發(fā)明人】李立華, 張平, 李菁
【申請人】北京郵電大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月1日