[發明專利]一種基于手機任意方向角度的單LED可見光通信室內定位方法

在審

• 申請號: 201811553814.2
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109725286A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 劉廷章;劉翠;趙劍飛
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01C21/20
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種基于手機任意方向角度的單LED可見光通信室內定位方法，采用的定位系統包括單個LED燈，手機方向傳感器，手機攝像頭及手機定位軟件app，其特征在于包括如下操作步驟：

1)、單個LED燈在照明的同時，通過驅動電路的控制發出按照特定方式編碼的高頻閃爍光，其編碼對應該燈幾何中心在室內空間坐標系(OXYZ)下的位置坐標(X₀，Y₀，Z₀)；

2)、手機定位軟件app控制手機攝像頭拍攝LED燈的圖像，通過圖像處理、解碼得到LED燈發送的編碼，查表獲取LED燈幾何中心在室內空間坐標系(OXYZ)下的位置坐標(X₀，Y₀，Z₀)；

3)、手機定位軟件app自動獲取由手機方向傳感器測出的手機繞空間X、Y和Z方向的旋轉角度，分別為繞空間X軸旋轉的仰俯角α，繞空間Y軸旋轉的翻轉角β，繞空間Z軸旋轉的水平朝向角γ，并根據基于手機任意方向角度的單LED燈室內定位算法，計算出手機端的實時位置坐標(X,Y,Z)，實現定位。

2.根據權利要求1所述基于手機任意方向角度的單LED可見光通信室內定位方法，其特征在于：所述步驟2)中手機定位軟件app控制手機攝像頭拍攝LED燈的圖像，指手機可以在空間任意方向角度下由app控制攝像頭拍攝LED燈的圖像，并由app自動獲取手機自帶的方向傳感器測量出此時手機的方向角度。

3.根據權利要求1所述基于手機任意方向角度的單LED可見光通信室內定位方法，其特征在于：所述步驟3)中基于手機任意方向角度的單LED燈室內定位算法，為一組基于任意方向單攝像頭光學成像的定位公式：

設LED燈具幾何中心在室內空間坐標系(OXYZ)下的坐標為(X₀，Y₀，Z₀)，LED燈具輪廓在X軸方向的兩個端點為A、B，AB距離為D，手機攝像頭焦距為f，攝像頭像素平面中心點在像素平面坐標系(xoy)下的坐標為(x₀,y₀)，LED燈A、B端點在手機攝像頭像素平面坐標系下的成像點的x方向坐標分別為x₁,x₂，手機繞X軸的旋轉角度為α，繞Y軸的旋轉角度為β，繞Z軸的旋轉角度為γ，手機任意方向角度下LED燈圖像中心在像素平面坐標系下的坐標為(imagex,imagey)，則手機攝像頭距LED燈的垂直距離h及手機攝像頭在室內坐標系下的坐標(X,Y,Z)分別為：

Z＝Z₀-h

用此公式計算可得到手機端攝像頭在室內空間的實時精確坐標(X,Y,Z)。