[發(fā)明專利]一種基于光強(qiáng)度的多光源室內(nèi)定位裝置與方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310325513.5
• 申請(qǐng)日: 2013-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN103389488A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚光;謝波;毛成華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01S5/16
• 分類號(hào): G01S5/16
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 宋鷹武;沈祖鋒

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及定位技術(shù)，尤其涉及一種基于光強(qiáng)度的多光源室內(nèi)定位裝置與方法。

【背景技術(shù)】

隨著信息和通信技術(shù)的普及，人們對(duì)室內(nèi)定位信息的需求與日俱增，在諸如商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、展廳、寫字樓、倉庫、地下停車場(chǎng)等公共場(chǎng)所都需要使用準(zhǔn)確的定位信息，例如在商場(chǎng)導(dǎo)購、大型倉庫管理、公共場(chǎng)所尋人等應(yīng)用場(chǎng)景。精確的室內(nèi)定位信息能夠?qū)捎每臻g和庫存物資實(shí)現(xiàn)高效管理，能夠?qū)Ш骄?、消防員、士兵、醫(yī)務(wù)工作人員在特定場(chǎng)所完成特定的室內(nèi)任務(wù)，因此室內(nèi)定位技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，傳統(tǒng)的定位系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足室內(nèi)定位需求。GPS雖然在室外定位方面能滿足很多應(yīng)用的需求，但是由于混凝土等障礙物對(duì)信號(hào)存在遮擋，限制了其在室內(nèi)環(huán)境中的應(yīng)用。

目前室內(nèi)定位技術(shù)主要包括鄰近檢測(cè)法、指紋匹配法和多邊/角度法等。鄰近檢測(cè)法將檢測(cè)到的信號(hào)源位置作為定位位置，其缺點(diǎn)是精度較低；指紋匹配方法利用室內(nèi)環(huán)境中的信號(hào)特征匹配可獲取較高的定位精度，但定位結(jié)果易受室內(nèi)多徑效應(yīng)和環(huán)境變化等影響，且建立指紋數(shù)據(jù)庫工作繁瑣；多邊/角度法需要預(yù)先通過其他算法精確測(cè)量定位點(diǎn)到參考點(diǎn)的距離/角度等信息，再利用三邊測(cè)量法等對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位，如果測(cè)距/角設(shè)備精度較高，參考節(jié)點(diǎn)位置信息準(zhǔn)確、測(cè)量距離準(zhǔn)確，就可以精確地測(cè)得目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置，但精度高的測(cè)距/角設(shè)備較為昂貴、成本較高，若在在實(shí)際測(cè)量中采用精度一般的測(cè)距/角設(shè)備又會(huì)存在誤差，結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明旨在解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種基于光強(qiáng)度的多光源室內(nèi)定位裝置與方法。

一方面，本發(fā)明提出的基于光強(qiáng)度的多光源室內(nèi)定位裝置包括光傳感器、至少三個(gè)點(diǎn)光源、數(shù)據(jù)處理模塊以及存儲(chǔ)模塊。其中，所述光傳感器采集所述點(diǎn)光源的光信號(hào)數(shù)據(jù)；所述存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)所述點(diǎn)光源的坐標(biāo)值、所述光信號(hào)數(shù)據(jù)以及光強(qiáng)模型；所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)所述光信號(hào)數(shù)據(jù)獲取光強(qiáng)值，并結(jié)合所述點(diǎn)光源的坐標(biāo)值以及光強(qiáng)模型建立包含至少三個(gè)方程的方程組，并求解所述方程組，獲得所述光傳感器的坐標(biāo)值(x,y,z)；其中，所述方程由光強(qiáng)模型s_i=f_d(d_i)f_μ(μ_i)f_ω(ω_i)建立，距離di=(xi-x)2+(yi-y)2+(zi-z)2,]]>s_i為第i個(gè)點(diǎn)光源的光強(qiáng)值，(x_i、y_i、z_i)為第i個(gè)點(diǎn)光源的坐標(biāo)值，f_d(d_i)為光強(qiáng)值與距離d_i的關(guān)系函數(shù)，f_μ(μ_i)、f_ω(ω_i)分別為光強(qiáng)值與角度μ_i、ω_i的關(guān)系函數(shù)，μ_i=arcsin(|A(x_i-x)+B(y_i-y)+C(z_i-z)|/d_i),其中，(A,B,C)為傳感器平面單位法向量，ω_i=arccos((z_i-z)/d_i)。