[发明专利]一种基于可见光定位的地下车库路径导航系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于可见光定位的地下车库路径导航系统及方法，包括发射端、移动设备接收端及服务器，移动设备接收端的前置摄像头采集光信号形成不同明暗宽度的条纹图像，通过解码得到对应LED灯的三维坐标，结合单目相机视图几何算法对用户精确定位及轨迹跟踪，根据用户的导航需求规划最优路线。本发明充分利用地下车库LED灯照明兼通信功能、移动设备前置摄像头的图像采集功能，系统安装成本低，面向市场有良好的推广性。

技术领域

本发明涉及可见光通信领域，具体涉及一种基于可见光定位的地下车库路径导航系统及方法。

背景技术

随着城市化进程的加快以及大型地下停车场的普及，人们对于地下车库定位、停车、寻车的需求日益增多。GPS信号穿透建筑物后，信号强度大幅度衰减，加上室内多径现象严重，传统的GPS在地下车库导航定位精度大幅度下降。可见光定位是一项在基础公共照明设施上增加数据传输功能就可以搭建无线通信网络的技术，移动接收端接收识别光信号并利用相应定位算法完成定位，具有安装成本低，室内定位精度高、兼顾照明与定位的优点。

发明内容

为了克服现有技术中地下车库存车取车存在的盲目性，本发明提供一种基于可见光定位的地下车库路径导航系统及方法。

本发明提供一种基于可见光定位的地下车库路径导航方案及硬件系统，能够有效克服现有室内停车导航方法精度低的缺点。充分利用地下车库LED灯照明兼通信功能、智能手机前置摄像头的图像采集功能，系统安装成本低，面向市场有良好的推广性。

本发明采用如下技术方案：

一种基于可见光定位的地下车库路径导航系统，包括发射端，移动设备接收端及服务器；

所述发射端包括LED灯及与LED灯连接的控制信号发生模块，LED灯安装在车库天花板，所述控制信号发生模块包括微控制器及调制器，所述微控制器用于存储LED灯对应的ID编号，并将ID编号转化成数字信号发送至调制器，调制器提供电流驱动LED灯发射光信号；

所述移动设备接收端，包括前置摄像头，用于获取明暗条纹并对其进行解码得到LED灯对应的ID码，发送ID码与服务器通信获得LED灯的位置信息；用户提出导航请求；

所述服务器，用于存储车库地图信息及LED灯具的ID编号-坐标库；接受移动设备接收端发送的ID码并查询LED灯的ID编号-坐标库将灯具三维坐标返回移动设备接收端；根据收到的导航请求，规划路径；实时更新车位空闲情况。

进一步地,车位的相应位置安装光电接收器，用于接收LED灯发射的光信号。

进一步地,所述前置摄像头具体采用逐行曝光的CMOS图像传感器。

一种基于可见光定位的地下车库路径导航系统的方法，包括如下步骤：

S1对LED灯对应的ID编号进行信号调制，输出连续的调制波形，驱动LED灯发射光信号；

S2获取光信号形成的明暗条纹图像，解码得到LED灯对应的唯一ID码；

S3用户输入导航请求，服务器根据LED灯的坐标获取车库内具体位置，结合导航请求，规划最优路径。

进一步地,所述S2中，服务器通过图像解码得到对应的LED灯的坐标，具体为：

S2.1将明暗条纹图像转化为灰度图像，灰度值大于限定阈值的区域确定LED灯的位置，分割图像中LED灯条纹区域，通过质心法得到LED灯在图像平面的二维坐标；

S2.2通过行列的扫描,获取图像中条纹的亮暗以及宽度,图像LED区域最短条纹作为单位条纹宽度，一个周期内亮暗条纹宽度分布与单位条纹宽度的比例作为LED灯ID编码信息，形如0/1信号，其中0代表暗条纹，1代表亮条纹；