[发明专利]一种光学室内定位方法及定位装置

权利要求书

1.一种光学室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

光源发出变频调制光信号，接收器接收到该信号，经过乘法器或倍频器进行耦合、平方，再经过滤波器滤波，滤波后的电信号被数据采集器采集后，在数字域进行傅里叶变换，获得其频域信息，得到目标项频率，进而求出接收器距光源的距离；

所述光源包含两个或多个光源，每个光源发出光的强度为正弦信号，且正弦信号的频率随时间成线性变化。

2.根据权利要求1所述的光学室内定位方法，其特征在于，调制光源信号，使两光源发出的光信号满足：

S₁＝A₁cos{2π[ω+γ(t-t₁)]t}

S₂＝A₂cos{2π[ω+Δω+γ(t-t₂)]t}

其中，A₁、A₂分别为光源S₁、S₂的振幅，t₁、t₂分别为光信号从光源S₁、S₂传输到接收器所用的时间，γ为光信号调制速率。

3.根据权利要求1或2所述的光学室内定位方法，其特征在于，所述各光源之间的信号是同步的，其强度变化的速率相同，但是不同光源之间的初始频率有较小的差别；在同步信号的控制下，各光源从各自的起始频率按照相同的频率调谐速率γ，经过时间周期T后到达各自的终了频率；之后各光源的频率从终了频率，以调谐速率-γ经过时间周期T后到达各自的初始频率；然后从开始频率重新调制，上述过程周而复始，即各光源强度调制的频率按照三角波规律变化。

4.根据权利要求1或2所述的光学室内定位方法，其特征在于，所述各光源之间的信号是同步的，其强度变化的速率相同，但是不同光源之间的初始频率有较小的差别；在同步信号的控制下，各光源从各自的起始频率按照相同的频率调谐速率γ，经过时间周期T后到达各自的终了频率；之后各光源的频率重新从起始频率开始调谐，上述过程周而复始，即各光源强度调制的频率按照锯齿波规律变化。

5.根据权利要求1或2所述的光学室内定位方法，其特征在于，所述接收器的光电探测器同时探测到两个光源发出的光信号，分别输入到乘法器的两个输入端，乘法器输出信号经过低通滤波器滤除高频信息，得到两路光强的差频信息，并分析该差频信号，得到其频率信息，进而计算出接收器相对于光源的位置信息。

6.根据权利要求1或2所述的光学室内定位方法，其特征在于，所述接收器的光电探测器同时探测到两个光源发出的光信号，混合到一起之后，输入到倍频器，倍频器输出信号进行低通滤波处理，得到两路光强的差频信息，并分析该差频信号，得到其频率信息，进而计算出接收器相对于光源的位置信息。

7.根据权利要求2所述的光学室内定位方法，其特征在于，所述接收器接收到的信号经过耦合、平方后得到的电信号满足：

A₁A₂cos{2π[Δω+γ(t₁-t₂)]t}中，为了空间位置解的单一性，默认频率均为正，为此需要满足其中Δt_max为t₁-t₂可能的最大值，即光信号从一发射光源到另一发射光源所需要的时间，即其中d为两发射源之间的距离，c为光速；扫频速率满足

8.根据权利要求2所述的光学室内定位方法，其特征在于，所述滤波器是滤去频率高于2Δω的信号后得到包含目标位置信息的目标项：S_n(t)＝A₁A₂cos{2π[Δω+γ(t₁-t₂)]t}。