[发明专利]基于可见光通信的室内定位装置及室内定位方法

权利要求书

1.一种基于可见光通信的室内定位装置，其特征在于，所述室内定位装置供设于待定位对象，包括：数据处理模块、光信号接收模块、及惯性导航模块；其中：

所述光信号接收模块用于：接收室内部署的各具有可见光通信功能的光源模块所发出的光信号，并将各所述光信号分别转换为电信号；从各所述电信号中选取多个作为优选信号输出；

所述惯性导航模块用于：根据初始位置信息及初始速度信息输出导航参数，据以作为所述待定位对象位于室内的光信号覆盖区域之外的盲区位置时的定位信息；

所述数据处理模块用于：根据各所述优选信号建立所述光信号接收模块与各所述光源模块之间的多边测量定位方程组；求解所述多边测量定位方程组以得到其最优解，作为所述惯性导航模块的初始位置信息；根据所述最优解计算得到所述光信号接收模块的移动速度，作为所述惯性导航模块的初始速度信息；利用滤波器将所述初始位置信息、所述初始速度信息、及所述导航参数进行融合，并将融合后的最优估计值作为所述待定位对象位于室内的光信号覆盖区域之内或光信号覆盖区域的边缘位置时的定位信息。

2.根据权利要求1所述的室内定位装置，其特征在于，所述光信号接收模块选取多个所述电信号作为优选信号的实现方式包括：选择信号强度最大的三个或三个以上的电信号作为优选信号。

3.根据权利要求1所述的室内定位装置，其特征在于，所述数据处理模块建立所述多边测量定位方程组的实现方式包括：

根据各所述优选信号的信号功率值及其对应的光源模块的发射功率值，计算所述光信号接收模块与各所述光源模块之间的距离值；

以所述光信号接收模块的三维坐标分别与各所述光源模块的三维坐标之间的距离为等量关系建立所述多边测量定位方程组。

4.根据权利要求3所述的室内定位装置，其特征在于，所述数据处理模块采用非线性优化算法求解所述多边测量定位方程组。

5.根据权利要求4所述的室内定位装置，其特征在于，所述非线性优化算法包括：信赖域算法。

6.根据权利要求1所述的室内定位装置，其特征在于，所述数据处理模块根据所述最优解计算得到所述光信号接收模块的移动速度的实现方式包括：

以所述最优解与其前一个坐标位置之间的距离作为移动距离；

以所述光信号接收模块从所述前一个坐标位置移动至所述最优解所对应的坐标位置之间的时间作为移动时间；

根据所述移动距离与所述移动时间的比值计算得到所述移动速度。

7.根据权利要求1所述的室内定位装置，其特征在于，所述光信号接收模块，还用于将各所述电信号放大和/或滤波后予以输出。

8.根据权利要求1所述的室内定位装置，其特征在于，所述滤波器包括：卡尔曼滤波器。

9.一种基于可见光通信的室内定位方法，其特征在于，应用于室内定位装置的数据处理模块；所述室内定位装置供设于待定位对象，还包括分别与所述数据处理模块电性连接的光信号接收模块及惯性导航模块；所述方法包括：

根据各优选信号建立所述光信号接收模块与各所述光源模块之间的多边测量定位方程组；其中，各所述优选信号的生成方式包括：所述光信号接收模块接收室内部署的各具有可见光通信功能的光源模块所发出的光信号并将各所述光信号分别转换为电信号；所述光信号接收模块从各所述电信号中选取多个作为优选信号输出至所述数据处理模块；

求解所述多边测量定位方程组以将其最优解作为所述惯性导航模块的初始位置信息；

根据所述最优解计算得到所述光信号接收模块的移动速度，作为所述惯性导航模块的初始速度信息；

当所述待定位对象位于室内的光信号覆盖区域之外的盲区位置时，将所述初始位置信息及所述初始速度信息输出至所述惯性导航模块以供其输出导航参数作为所述定位信息；

当所述待定位对象位于室内的光信号覆盖区域之内或光信号覆盖区域的边缘位置时，利用滤波器将所述初始位置信息、所述初始速度信息、及所述导航参数进行融合，并将融合后的最优估计值作为所述定位信息。

10.一种存储介质，其中存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器加载执行时，实现如权利要求9所述的基于可见光通信的室内定位方法。