[发明专利]基于频率标签法的室内激光定位系统

说明书

技术领域

本发明属于导航技术领域，特别涉及频率标签法的室内定位技术，用于进行基于频率标签法的室内激光定位。 

背景技术

相比室外导航定位的蓬勃发展和广泛应用，室内导航定位技术的发展相对迟缓。随着人们对于导航服务的要求越来越高，研究者进行了室内导航定位的一些研究和尝试，提出了一些室内定位技术。常用的室内定位技术有基于超声波的室内定位技术，基于红外线的室内定位技术，基于超宽带的室内定位技术，射频识别定位技术等。例如，芬兰的一些工程师利用非均匀的磁场环境会因其路径不同产生不同的磁场观测结果这一原理，提出IndoorAtlas技术进行室内导航。该技术使用客户端实地记录目标地点不同方位的地磁场，地磁数据上传至云端，其他人利用已经记录过的地磁进行精确室内导航。再如，CSRPlc.在2011年底推出了其SiRFusion定位平台和SiRFstarV架构。SiRFusion定位平台和SiRFstarV架构通过从包括GPS、伽利略、格洛纳斯和北斗卫星在内的导航系统中收集信息并使用多种射频系统，如wifi和蜂窝网以及多种MEMS传感器，如加速计、陀螺仪和指南针。然后，将这些实时信息与星历表数据、绘图、蜂窝基站、wifi接入点未知数据以及其他云服务的辅助信息结合在一起，实现室内导航与室外导航的无缝衔接。除此之外，还有一些论文在进行室内导航的方法上做了一定的探究。主要研究有： 

1、“夏英,王磊,刘兆宏.基于无线局域网接收信号强度分析的混合室内定位方法[J].重庆邮电大学学报,2012(02).”在无线局域网的基础上，将三角定位算法和指纹定位算法这两种传统算法结合起来，进行混合室内定位。 

2、“王琦.基于RSSI测距的室内定位技术[J].电子科技,2012(06).”基于ZigBee技术的室内定位实验平台，在室内场景下进行接收信号长度(RSSI)测 距和定位实验研究。对测距实验采集到的数据使用线性回归分析拟合出当前环境的具体测距模型，并对信标和未知节点进行软件开发，平均定位误差为2.3m。 

3、“汪苑，林锦国，卓晓冬.基于ZigBee与加权质心法的室内定位方案研究[J].机床与液压,2012(01).”采用基于RSSI的测距原理，通过分析数据包信息选取与待测节点距离较近的参考节点连成一块区域，引入加权因子，进行质心坐标计算，从而得出未知节点的位置坐标。 

4、“袁正午,王丹丹.基于射线跟踪和voronoi图的室内定位算法[J].计算机应用研究,2013(01).”在LBS服务的基础上，利用voronoi图势力范围特性和局域动态特性，大大减少了离线阶段中射线与物体的求交次数，同时利用voronoi图一级邻接点的特点，减少了在线阶段的匹配计算量。 

上述研究所涉及的室内定位方法均离不开网络的支持，网络信号的强弱直接影响定位结果，甚至是在网络信号较差的地方系统便无法顺利工作。另外，它们需要极其繁琐复杂的信息采集过程和信息搜索匹配过程，需要建立庞大的数据库，定位的实时性也有待提高。因此，建立能够独立于网络支持,对其他信号依赖性弱且相对简单、稳定的室内定位系统具有重要意义。 

发明内容

本发明目的在于克服上述已有技术的不足，提出一种基于频率标签法的室内激光定位系统，以建立能够脱离有线或无线网络条件，同时对其他信号依赖性弱且相对简单、稳定的室内定位系统。 

为实现上述目的，本发明系统包括： 

频率标签算法模块，用于检测定位光源发射的不同调制频率的激光，根据激光频率和需定位区域位置坐标的对应关系确定定位终端的位置,实现定位； 

定位光源，用于产生和发射被调制到不同频率上的激光阵列，通过在已标定坐标的需定位区域上投影大小相同的圆形光斑实现对定位区域添加频率标签，供定位终端检测和处理； 

定位终端，用于接收由定位光源发射的不同频率的激光，在对其进行滤光、光电转换和A/D转换后利用频率标签算法得出定位终端的位置信息并显示。