[实用新型]一种基于可见光通信的单目定位系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体涉及一种基于可见光通信的单目定位系统。

背景技术

现有的基于VLC的室内定位作品大多数是基于PD的定位，PD依赖于对角度的测量，不同强度的光、PD以及发射器和接收器之间的距离的不同会导致效果相差很大，因此存在高复杂性，这种问题最终会增加定位误差，并降低系统的精度，因为系统相关参数中少量的误差会导致整个系统的误差百分比增大。为了提高系统的精度和降低复杂度，通过改变接收端的结构来减少系统相关参数的误差是十分必要的。在视觉定位中，双目定位法由于LED的实际图像中心并不是总在像素的中心，因此，出现了量化误差。此外，定位精度依赖于图像传感器之间的分离，同时也存在系统误差。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供了一种基于可见光通信的单目定位系统。

本实用新型的目的可以通过如下技术方案实现：

一种基于可见光通信的单目定位系统，所述系统包括发射端、信道和接收端，所述发射端包括信源、FDMA调制模块、LED驱动电路和LED灯具；所述信道传输LED灯具发射的不同频率的方波作为不同LED的ID信息由接收端的摄像头接收；所述接收端包括摄像头和智能移动设备；所述信源、FDMA调制模块、LED驱动电路和LED灯具依次相连；所述摄像头和智能移动设备相连；所述信源产生不同频率的方波作为不同LED灯具的ID信息；所述FDMA调制模块通过LED驱动电路控制LED以不同的频率亮灭；所述摄像头在图像传感器上对LED进行成像；所述智能移动设备得到LED的条纹信息并通过距离的几何关系得到LED与接收端的距离，最终计算得到接收端的定位坐标。

进一步地，所述FDMA调制模块包括DFT模块、子载波映射模块、IDFT模块、加循环前缀模块和数-模转换模块；所述DFT模块、子载波映射模块、IDFT模块、加循环前缀模块和数-模转换模块依次相连。

进一步地，所述每盏LED灯具由相应的LED驱动电路来控制；所述LED驱动电路由偏置电源、LED电源、电阻和LED恒流驱动器组成；所述LED恒流驱动器的输入级与电阻相连，电阻和偏置电源相连接；LED恒流驱动器的输出级与LED负极相连，LED正极和LED电源相连接；所述LED恒流驱动器的使能端发出使能信号，控制LED的亮灭。

进一步地，所述摄像头包括透镜和图像传感器；LED发出的光信号到达透镜后聚焦于图像传感器上的一点，得到带有条纹信息的LED图像。

进一步地，所述智能移动设备在图像传感器上得到LED图像后，由卷帘效应得到对应的LED的ID信息，再通过距离的几何关系计算LED的到接收端的距离，最后计算得到接收端的坐标，实现精确定位。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型采用基于可见光通信的单目定位技术方案，接收端采用单目成像定位法，无需复杂调制，从而达到了降低算法复杂性和量化误差影响的效果，且该方案结构简单，只需一个摄像头，并拥有更高的定位精度。

2、本实用新型利用CMOS卷帘效应，通过LED的ID信息的条纹密度解码，从而达到了简化解码难度的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例1一种基于可见光通信的单目定位系统的结构示意图。

图2为本实用新型实施例2的三盏LED的几何关系示意图。

图3为本实用新型实施例2的图像坐标系和像素坐标系的变换关系图。

图4为本实用新型实施例2列举的LEDA和LEDB的几何关系示意图。

图5为本实用新型实施例2利用相似三角形原理计算接收端坐标的几何关系示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：