[實用新型]一種室內可見光視覺定位系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820865416.3
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN209280914U
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 吳玉香;劉曉偉;關偉鵬
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01S5/16
• 分類號: G01S5/16;H04B10/116;H04B10/50;H04B10/524
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本實用新型公開了一種室內可見光視覺定位系統(tǒng)，包括發(fā)射端、移動設備接收端、以及定位服務器，所述發(fā)射端包括交直流轉換模塊、控制信號發(fā)生模塊、LED驅動電路、以及LED燈具；所述移動設備接收端包括圖像采集模塊、信號處理模塊、以及顯示模塊；所述控制信號發(fā)生模塊包括微控制器和調制器，通過發(fā)射端完成對LED燈具ID的調制；所述移動設備接收端的圖像采集模塊對LED燈具發(fā)射的光信號進行圖像采集，并通過信號處理模塊進行解碼操作得到LED燈具的ID碼，再通過該ID碼與定位服務器進行驗證獲得對應的LED燈具位置信息，結合接收角度定位算法得到移動設備接收端的方位信息。本實用新型能夠增加解調可見光信號的距離，提高可見光定位系統(tǒng)的精度。

技術領域

本實用新型涉及可見光通信技術，特別涉及一種室內可見光視覺定位系統(tǒng)。

背景技術

可見光通信是一項在基礎公共照明設施上增加數據傳輸功能就可以搭建無線通信網絡的技術，與傳統(tǒng)的無線通信技術相比，可見光通信技術具有帶寬資源豐富、不受電磁干擾等優(yōu)點。由于受到多徑效應和路徑損耗的影響，傳統(tǒng)的GPS導航定位并不能滿足人們對于定位精度的要求。其他基于藍牙、WIFI、超聲、紅外的室內定位系統(tǒng)，也由于定位精度和安裝成本的問題，并未得到大范圍應用。

可見光定位是一項提高室內定位精度的技術，室內照明燈具將信標節(jié)點附加到光源上發(fā)送出去，接收端接收識別光信號解析出燈具發(fā)送的身份識別信息，并利用相應定位算法完成定位。與其他定位技術相比，可見光定位具有定位精度高、兼顧照明與定位的優(yōu)點。

本文可見光定位系統(tǒng)接收端采用CMOS圖像傳感器獲取光信號形成不同明暗條紋寬度的圖像，圖像中明暗條紋寬度取決于光源的閃爍頻率，通過檢測出條紋數目以及條紋寬度得到光源頻率，進而得到燈具的ID信息，最終利用相應定位算法實現(xiàn)移動端的定位。這種定位系統(tǒng)存在明顯的弊端：如果移動端與LED光源之間的距離變大時，條紋的清晰度被嚴重破壞，常規(guī)方法將無法很好的檢測出條紋，進而定位精度嚴重下降。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術中的缺點與不足，提供一種室內可見光視覺定位系統(tǒng)，能夠有效克服現(xiàn)有基于攝像頭可見光定位系統(tǒng)中背景光擾動影響定位穩(wěn)定性以及識別檢測亮暗條紋精度差的問題。

為實現(xiàn)以上目的，本實用新型采取如下技術方案：

一種室內可見光視覺定位系統(tǒng)，包括發(fā)射端、移動設備接收端、以及定位服務器，其特征在于，所述發(fā)射端包括交直流轉換模塊、控制信號發(fā)生模塊、LED驅動電路、以及LED燈具；所述移動設備接收端包括圖像采集模塊、信號處理模塊、以及顯示模塊；

所述交直流轉換模塊用于將來自電源的交流電轉換成直流電；所述控制信號發(fā)生模塊包括微控制器和調制器，所述微控制器用于將LED燈具的ID編號轉化成數字信號并發(fā)送給調制器，所述調制器根據微控制器發(fā)送的數字信號決定是否向驅動電路提供電流，從而完成對LED燈具ID的調制；所述LED驅動電路為LED燈具的照明提供恒流信號；所述移動設備接收端中的圖像采集模塊用于捕捉具有亮暗條紋的圖像；所述信號處理模塊用于對圖像采集模塊采集的數字圖像進行解碼操作得到LED燈具唯一的ID碼；所述移動設備接收端將所述ID碼發(fā)送到定位服務器上，所述定位服務器對所述ID碼做識別并將該ID碼對應的LED燈具位置信息發(fā)送給移動設備接收端；移動設備接收端再結合基于相機的接收角度定位算法得到移動設備接收端的方位信息，從而實現(xiàn)移動設備接收端的定位。

作為優(yōu)選的技術方案，所述移動設備接收端包括圖像采集模塊、信號處理模塊、以及顯示模塊；所述圖像采集模塊包括CMOS圖像傳感器和A/D轉化模塊；所述信號處理模塊為數字信號處理器DSP和中央處理器CPU；所述顯示模塊為顯示屏；所述CMOS圖像傳感器、A/D轉化模塊、數字信號處理器DSP、以及顯示屏與中央處理器CPU之間通過硬件電路進行電氣連接，并由所述中央處理器CPU進行控制；