[發明專利]一種基于可見光標簽的室內定位方法

有效

• 申請號: 201410084621.2
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103823204A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 楊愛英;吳永勝;王雨;孫雨南
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S5/16
• 分類號: G01S5/16;H04B10/116
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于可見光標簽的室內定位方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

步驟一、在室內天花板上安裝一個LED燈陣列；所述LED燈陣列由LED燈以等邊三角形的分布方式向四面拓展而成，陣列中多個等邊三角形的輻照將室內空間分成多個三棱柱空間，每個三棱柱空間稱為一個空間單元，其對應的3個LED燈安裝在每個空間單元的頂面；

所述以等邊三角形的分布方式具體為：三個LED燈分別位于等邊三角形的三個頂點，以其中任意兩個頂點為相鄰等邊三角形的頂點，找到相鄰等邊三角形的第三個頂點，安裝一個LED燈，形成三個新的等邊三角形；再在新的等邊三角形基礎上，繼續以此方法擴展，形成以等邊三角形為單元的平面LED燈陣列；

步驟二、對每個LED編號，記作其中下標(x,y)表示LED在室內的橫縱坐標，橫縱坐標能通過編碼轉換成LED的ID號，i表示LED的發光時隙；每個LED具有唯一的ID號；

步驟三、根據步驟二得到LED編號，設計LED循環發送的定位數據幀結構，定位數據幀由幀頭和定位時段組成；幀頭用于從接收的串行數據中提取定位時段；定位時段分成三個時隙，記作時隙1，時隙2和時隙3；定位時段標志了LED燈發光的時隙，定位時段的取值標志了LED燈的位置；在一個空間單元中，3個LED的時隙不同；為屬于第i個時隙的LED，記作LED-TSi，表示在第i個時隙內發射自己的LED-ID，其他時隙都為0；

每個空間單元中LED的LED-ID以時分復用的形式加載到LED發射的光信號中，形成數據光信號；

步驟四、室內用戶攜帶探測器，探測器所在平面作為參考面，探測器接收所在空間單元的LED發射的數據光信號，忽略其他LED對探測器的干擾；在接收的串行數據中識別幀頭，兩幀數據的幀頭之間即為定位時段；與探測器相連的上位機檢測定位時段的每個比特寬度功率大小來判斷接收的是0碼還是1碼，得到定位時段每個比特的碼型，再根據定位時段中每個時隙的比特位數劃分出每個時隙對應的LED-ID；通過三個不同時隙的LED-ID將用戶定位到由這三個LED編號對應的三角形區域內；

步驟五、將等邊三角形小區進行細分，具體方法為：在等邊三角形內部，由等邊三角形中線和邊圍成的三個等面積四邊形子小區；

步驟六、探測器在識別幀頭的同時，探測得到三個LED燈的光功率，比較接收的三個LED燈的光功率，將用戶定位于光功率最大的子小區，若某兩個時隙的光功率相同則將用戶定位到這兩個時隙對應的子小區的交界處；

步驟七、探測器的輸出經放大和模數轉換后，得到待處理的數據信號，透明傳輸至接收端的上位機；接收端的上位機根據步驟四、六所獲取的用戶位置信息，再將此信息以無線網絡上傳至服務器，服務器控制發射端發送的數據幀內容。

2.根據權利要求1所述的一種基于可見光標簽的室內定位方法，其特征在于：在發射端的定位數據幀后加入圖像傳輸時段，圖像傳輸時段和定位時段相同，由圖像數據編碼后以時分復用的形式組成；通過步驟三設定的幀結構，就能在完成定位功能的同時實現對應子小區的圖像數據的傳輸。

3.根據權利要求1所述的一種基于可見光標簽的室內定位方法，其特征在于：所述的LED發送的定位數據幀由信號發生器產生，加載到LED驅動放大電路上，LED驅動放大電路與LED燈陣列連接，驅動LED燈陣列發出數據光信號來傳輸定位數據幀內容；每個單元中的三個LED分屬于不同的時隙，每個分別在第i個時隙內發射(x,y)通過編碼轉換的LED-ID，其他時隙發射0。

4.根據權利要求1所述的一種基于可見光標簽的室內定位方法，其特征在于：所述高速為兆量級速率。