[发明专利]一种异步可见光定位方法

说明书

本发明涉及一种异步可见光定位方法，本发明每一路仅需采用单一频率或两种频率的周期性信号，相比现有的iVLP方案可以有效节省频率资源；原始LED‑ID信息经过BCAM编码调制后，连续相同符号的数量不超过两个，可有效降低符号映射问题的复杂度，从而降低算法复杂度；进一步地，采用接收信号传输函数(RSTF)辅助的WCL精确定位算法，可以快速获得定位终端的坐标，运算复杂度低，可解决现有技术占用频率资源过多、定位算法复杂度高的不足。

技术领域

本发明涉及可见光定位技术领域，更具体的，涉及一种异步可见光定位方法。

背景技术

文献^[1]提出了一种多帧图像异步成像可见光定位(Imaging Visible LightPositioning，iVLP)系统模型，该模型解决了使用CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor，CIS)异步接收LED-ID信息的问题。具体而言，发射机(LED筒灯)循环发射由多个FSOOK符号组成的LED-ID信息，接收机(摄像头)采用异步帧等间隔过采样机制接收FSOOK信号。进一步地，文献^[1]讨论了如果异步过采样机制中的两个参数α和β选择不当的话，在处理连续多个相同FSOOK符号时，由于FSOOK符号数量K_CI和帧图像数量N_CI之间的映射不具有唯一性，会导致从帧数N_CI推算FSOOK符号数量K_CI时发生判决错误，进一步影响LED-ID的正确恢复。更进一步地，文献^[1]的公式(7)和(8)给出了在不同{α,β}组合下的N_CI和K_CI之间的映射关系式，通过分析发现，如果增大α/β，能够有效解决K_CI和N_CI之间的映射唯一性问题；然而，增加α/β必然会导致帧图像采样冗余过多，增加接收机处理图像帧的时间，同时引起LED-ID信息传输速率下降。为了解决这一问题，同时解决LED灯具随机异步地广播LED-ID导致的同步问题，文献^[1][2][3]提出了一种基于伪密勒编码的成像可见光定位(pseudo-Miller-CodediVLP，MC-iVLP)系统，其编码基本规则为：

1.每一个独一无二的信息比特集合被分配两种不同的、独一无二的频率；

2.使用预先安排的两种不同的频率交替调制连续相同的信息比特集合，形成不同的FSOOK符号。

上述编码机制保证了连续发送的FSOOK符号总是不同的，因此规避了接收机的判决模糊问题。此外，该机制提供了丰富的定时信息，有利于接收机进行信号检测。

假设LED-ID信息由“0”和“1”两种信息比特集合构成，根据上述伪密勒编码规则，系统需要4种不同频率的FSOOK符号来对“0”和“1”进行编码，此外还需要另一种频率来表示LED-ID信息的帧头(Frame Header，FH)。此时，LED灯具循环播送一帧LED-ID信息需要5种不同频率的FSOOK符号，该5种频率形成的集合可称之为同组频率集。