[发明专利]一种基于LED阵列的可见光单基站定位方法和装置

权利要求书

1.一种基于LED阵列的可见光单基站定位方法，其特征在于，所述LED阵列为一个圆阵，且所述LED阵列包括若干LED灯，所述方法包括：

S1、为LED阵列中的每一LED灯分配不同的信号调制频率，并从所述LED阵列中选择两盏LED灯作为基础灯；所述基础灯包括第一基础灯和第二基础灯，所述第二基础灯仅用于基础距离的计算；

S2、通过光电二极管接收LED阵列中所有LED灯发射的信号，根据所述基础灯的信号计算基础灯与所述光电二极管之间的基础距离；

S3、根据所述LED阵列中除了所述基础灯之外的其他LED灯的信号，计算所述其他LED灯与所述第一基础灯之间的相位差；

S4、根据所述基础距离，以及所述其他LED灯与所述第一基础灯之间的相位差计算各所述其他LED灯到所述光电二极管距离；

S5、根据所述基础距离，以及所述其他LED灯到所述光电二极管的距离计算所述光电二极管的定位信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中的为LED阵列中的每一LED灯分配不同的信号调制频率，包括：

将所述LED阵列中每一LED灯的信号调制频率设置为所述第一基础灯信号调制频率的奇数倍。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2包括：

使用带通滤波器将每一LED灯的信号分离出来，将每一分离后的信号通过下变频器，得到频率统一的各LED灯信号；

将频率统一后的第一基础灯的信号和第二基础灯的信号提取出来，并计算所述第一基础灯与所述第二基础灯之间的相位差；

根据所述第一基础灯与所述第二基础灯之间的相位差计算所述基础距离。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过所述第一基础灯与所述第二基础灯之间的同向正交信号IQ来计算所述第一基础灯与所述第二基础灯之间的相位差Δφ₁₂，公式如下：

其中，I₁₂为第一基础灯与第二基础灯之间的同向信号，Q₁₂为第一基础灯与第二基础灯之间的正交信号；

或者，通过下式来计算Δφ₁₂：

其中，d₁为第一基础灯到光电二极管之间的基础距离，d₂为LED阵列中第一基础灯到光电二极管之间的距离，f₁为第一基础灯的信号调制频率；

假设d₂≈d₁，联立式和计算得到基础灯与所述光电二极管之间的基础距离。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S4的具体计算公式如下：

其中，Δφ_1i为LED阵列中第i个LED灯与第一基础灯之间的相位差，d₁为第一基础灯到光电二极管之间的基础距离，d_i为LED阵列中第i个LED到光电二极管之间的距离，f₁为第一基础灯的信号调制频率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S5包括：

使用最小二乘法，根据所述基础距离，以及所述其他LED灯到所述光电二极管的距离计算所述光电二极管的定位信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LED阵列至多包括16盏LED灯。