[发明专利]一种基于可见光通信的优选二光源室内定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于可见光通信的优选二光源室内定位方法，包括以下步骤：S1:初始化，S2：启动系统，S3：信号接收及信号处理，S4：排序，S5：初步定位，S6：选定光源，S7：测量距离，S8：计算相对坐标，S9：计算精确坐标。本发明还公开了一种基于可见光通信的优选二光源室内定位系统，包括LED照明通信控制管理系统，所述LED照明通信控制管理系统与LED照明通信一体化模块双向电信号连接，所述LED照明通信一体化模块与定位模块单向信号连接。本发明用于定位系统具有定位速度快、结构简单、稳定性高、定位精度高于同类系统等特点。

技术领域

本发明涉及室内定位方法领域，具体为一种基于可见光通信的优选二光源室内定位方法及系统。

背景技术

基于LED绿色照明光源的可见光通信定位技术具有室内覆盖广、节能、安全、布设简单、成本低、电磁兼容性好等突出优点。目前研究中涉及到的定位算法主要有指纹识别法、可见光信标、图像传感器成像法和几何测量法。几何测量法主要采用三边定位法、三角定位法和双曲线定位法，这三种方法都需要通过测量几何关系中的边长或角度，从而计算出待测点的位置信息，具体的测量方法主要有：信号到达时间(TOA)、信号到达时间差(TDOA)、信号强度(RSS)、信号往返时间(RTOF)、信号到达角度(AOA)等。目前几何测量法主要针对二维平面点的定位，算法效率不够高，定位速度比较慢，最少需要解三个方程，有的需要解四个以上的方程，而不同测距方法对定位精度影响较大，在室内环境由于信号多径反射、发光强度波动、人和物的移动会对信号光的遮挡都会影响定位的精度和稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于可见光通信的优选二光源室内定位方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于可见光通信的优选二光源室内定位方法，包括以下步骤：

S1:初始化，LED照明通信控制管理系统根据设定的各LED灯信标、坐标数据、被定位物体所处平面距LED照明灯分布平面的垂直距离h、多址方式和正交码配置对LED照明通信一体化模块进行数据初始化；

S2：启动系统，LED照明通信一体化模块的驱动电路为LED上电，使各LED发光，调制电路根据设置的数字调制方式和多址方式周期性的发送各LED的信标和坐标数据，同时，一体化模块根据发光强度检测电路检测到的各LED发光强度调整直流偏置电流的大小，使得各LED发光强度相等；

S3：信号接收及信号处理，定位模块通过光探测器接收光信号并转换为电信号，通过滤波、信号放大、以及同发送端相对应的解调及解码方式，得到照明系统各LED所发射的信标、坐标、垂直高度的数值，通过测量与各LED灯所对应的接收信号的强度大小，并保存这些数据供下一步的排序操作使用；

S4：排序，通过比较所接收到的各LED信号强度的大小，按由大到小的顺序排序；

S5：初步定位，通过接收到的LED信标及其对应信号强度大小，可判断接收器所处的位置范围，在此基础上优选出两个信号质量最好的LED光源；

S6：选定光源，确定优选的定位LED光源后，以此两光源的连线为x轴，其中一个光源为坐标原点，通过判断接收器投影到LED照明灯分布平面的位置，此位置到x轴的垂直连线的平行线且过坐标原点，方向指向接收器投影一侧为y轴方向；

S7：测量距离，测量两个优选光源与定位物体之间的距离，由接收信号强度法(RSS)测距，得到r1和r2的值；

S8：计算相对坐标，通过公式(4)和公式(5)得出接收器的相对位置坐标信息(x，y)，其中公式(4)为；公式(5)为；