[实用新型]一种基于载波相位测量的可见光通讯室内定位装置

说明书

技术领域

本实用新型属于室内定位技术领域，具体地说，涉及一种基于载波相位测量的可见光通讯室内定位装置。

背景技术

当前室内定位导航技术大多采用无线射频的方式，例如Wi-Fi、ZigBee等，但是都需要额外设置收发天线和收发器，带来了额外的成本和安装负担。目前由于LED灯具的普及，使得基于可见光通信的室内定位技术开始获得发展。现在这些基于可见光通信的定位技术均依据获取光强信息，然后依据现有的光强场域模型进行计算从而得到接收机(即用户)到发射机(即作为信号源的LED灯具)之间的距离，最后通过定位算法求解接收机坐标。

传统利用光强信息定位方法受到多种因素影响，其定位误差变化较大，尤其在某些特殊条件下难以实现准确定位。这些误差影响因素主要包括LED灯具的不一致性、光学通路受遮挡和多径效应等多方面。例如，实际应用中各LED灯具在制造、光学特性、安装参数等方面均存在不一致性，因此使用统一的光学场域模型计算光强衰减会带来一定的误差，而这种误差会进一步影响后期定位计算的定位误差。同理，在实际使用中，场景中各物体的光学反射模型不经并不一样，而且难以获得该模型，因此其多径效应的影响也存在不一致性。显然，若考虑更为复杂的情况，例如使用者的人为遮挡方式、接收机非水平放置等多种因素，其室内定位精度将会更低。

为降低传统基于可见光通信的定位方法的误差，目前往往采用两种方式提高定位精度。一种方式是降低定位场景的外在影响因素，例如严格限定接收机处于水平放置。这种方式虽然提高了定位精度但是其通用性或适用场景受到极大的影响。另一种方式则将其他传感器信息与可见光定位信息进行融合以提高定位精度。例如，利用陀螺仪获取短时间的移动坐标，然后与可见光定位信息融合可以降低误差。或者利用Wi-Fi定位信息与可见光定位信息融合以提高定位精度。但是这种方式均需要额外的系统，增加了系统的成本、复杂度和计算量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种结构简单、成本低廉的基于载波相位测量的可见光通讯室内定位装置。

其具体技术方案为：

一种基于载波相位测量的可见光通讯室内定位装置，包括同步时钟发射源1、灯具发射机2和接收机4；其中每个灯具发射机2包括相应的发射机和与之电连接的LED灯具，同步时钟发射源1和每个灯具发射机2通过网络连接总线3进行通信。

进一步，所述灯具发射机2的数量为至少三个。

进一步，所述接收机4的数量为至少一个。

每个灯具发射机的发射机2通过网络连接总线3获得同步时钟发射源1的定时信息，每个灯具发射机2的发射机接收来自同步时钟发射源1的同步信号，并在接收到同步信号后输出经过调制的通讯信号；每个接收机通过接收至少三个灯具发射机2的LED灯具所发出的经过调制的灯光，分别解算所携带的调制信息，从而分别获取各发射机与接收机4之间的相位差；根据获得到的相位差计算接收机4到各LED灯具之间的距离，并利用相应的LED灯具的位置坐标，计算得到接收机的位置坐标。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型避免了周围环境对光强场域的影响导致的误差问题，并且不需要与其他传感器的测量信息进行融合就可以做到较高精度的定位。本实用新型具有结构简单、成本低廉的特点，适合推广应用。

附图说明

图1为本实用新型基于载波相位测量的可见光通讯室内定位装置的结构示意图；

图中：1－同步时钟发射源、2－发射机、3－网络连接总线、4－接收机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明。