[发明专利]一种基于可见光的室内定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于可见光的室内定位方法，其特征在于：包括以下步骤：

对室内的多个信标LED光源以阵列排布方式设置，且以4个相邻的信标LED光源为顶点形成一正方形区域，该区域为相同编码区域，且每相邻的两相同编码区域互不重叠相交；

对每一相同编码区域中的4个信标LED光源设定相同的编码和互不相同的调制频率，且所有相同编码区域的编码互不相同；

所有信标LED光源中仅携带有4种调制频率；

建立电压采样值与其对应的实际投影距离之间的函数表达式；

预设并记录当前室内每个信标LED光源的坐标信息和编码信息；

接收由与被测位置相邻的4个信标LED光源发送的编码信息，分别对4个编码信息进行解码，转化为相应的坐标信息和相应的电压采样值；

根据转化后的电压采样值和所述函数表达式，分别计算得到被测位置和与其相邻的4个信标LED光源之间的投影距离；

根据计算得到的4个投影距离和与被测位置相邻的4个信标LED光源的坐标信息计算得到被测位置的坐标，包括以下步骤：

S51：设定被测位置的坐标为(x’，y’)；

S52：以被测位置、与被测位置相邻的4个信标LED光源中的其中两信标LED光源为顶点形成一第一三角形；

S53：根据第一三角形中的两信标LED光源的坐标信息、及根据被测位置与第一三角形中的两信标LED光源之间的投影距离，通过余弦定理求得第一三角形中以任一信标LED光源为顶点的夹角的余弦值，得到第一余弦值；

S54：根据所述第一余弦值求出被测位置的第一个横向坐标值x_a，并根据三角函数关系求出被测位置的第一个纵向坐标值y_a；

S55：根据步骤S52～S54求得由被测位置、与被测位置相邻的4个信标LED光源中的另外两信标LED光源为顶点形成的第二三角形中以任一信标LED光源为顶点的夹角的余弦值，得到第二余弦值；

S56：根据所述第二余弦值求出被测位置的第二横向坐标值x_b，并根据三角函数关系求出被测位置的第二个纵向坐标值y_b；

S57：根据公式求出被测位置的坐标(x’，y’)。

2.根据权利要求1所述的基于可见光的室内定位方法，其特征在于：所述步骤建立电压采样值与其对应的实际投影距离之间的函数表达式，包括以下步骤：

S11：记录被测位置在不同位置上到信标LED光源的多个实际投影距离；

S12：于不同位置上的被测位置处分别接收信标LED光源发送的光信号，并转换成分别对应于不同位置的多个电压采样值：

S13：根据所述多个实际投影距离和分别与多个实际投影距离一一对应的多个电压采样值建立样本库；

S14：对样本库中的数据进行处理，并剔除异常数据，生成取样库；

S15：根据取样库中的多个电压采样值和与其对应的实际投影距离拟合生成相应的函数表达式，该函数表达式中，电压采样值是自变量，实际投影距离是因变量；

S16：于所述函数表达式中依次代入所述多个电压采样值，并依次得到与所述多个电压采样值一一对应的多个结果投影距离；

S17：比较所述多个结果投影距离与其对应的实际投影距离的大小，得到比较结果；并根据比较结果对所述函数表达式进行修整，得到优化后的电压采样值和与其对应的实际投影距离之间的函数表达式；

S18：根据所述步骤S11～S17得到被测位置与每个信标LED光源的电压采样值和对应的距离之间优化后的函数表达式。

3.根据权利要求2所述的基于可见光的室内定位方法，其特征在于：所述步骤S17和S18中，所述函数表达式表示的是被测位置和与其相邻的4个信标LED光源之间的电压采样值和对应的距离关系，该函数表达式包括：

其中，d₁、d₂、d₃、d₄分别代表被测位置到与其相邻的4个信标LED光源在地面上的投影距离；U₁、U₂、U₃、U₄分别表示被测位置与四个信标LED光源的投影距离对应的已经处理的ADC电压采样值。