[發(fā)明專利]一種基于LiFi技術(shù)的多LED發(fā)射端多PD定位方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010350317.3
• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN111413674B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金學廣;李樹白;管偉國;蔣偉
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州碧林威智能科技有限公司
• 主分類號: G01S5/16
• 分類號: G01S5/16;H04B10/116
• 代理公司: 江陰市揚子專利代理事務所(普通合伙) 32309
• 代理人: 隋玲玲

1.一種基于LiFi技術(shù)的多LED發(fā)射端多PD定位方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)LiFi終端向LiFiAP接收端發(fā)送定位請求，同時將終端調(diào)制解調(diào)的時間間隔Δt和終端ID發(fā)送給AP；

(2)AP根據(jù)上報終端ID分配指定的下行測量時隙SL_i；

(3)AP在指定測量時隙發(fā)送已知S_t信號，S_t信號經(jīng)可見光LED發(fā)送給終端PD接收器的同時發(fā)送給AP測距模塊，其中S_t信號由AP端編碼存儲器經(jīng)多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器、信號調(diào)制器、LED驅(qū)動控制器、LED燈組成的發(fā)送裝置發(fā)送給終端PD接收器；

(4)終端在指定測量時隙打開開關(guān)K將解調(diào)后的S_r信號發(fā)送給調(diào)制器，通過紅外LED發(fā)送給AP端多個PD接收器，紅外LED信號經(jīng)放大器放大后發(fā)送給多個PD接收器相應的AP測距模塊；

(5)AP端每個PD接收器對應測距模塊根據(jù)已知S_t信號和接收到的經(jīng)放大的紅外LED信號進行相干運算并減去終端調(diào)制解調(diào)的時間Δt，得到通過發(fā)射與反射的時間差Δtrx，再通過Δtrx計算相應的距離d_x-APi-PDi，d_x-APi-PDi＝[(Δtrx-Δt)/2]*光速；

(6)對多個PD得到的距離矩陣[d_x-APi-PDi]進行最大似然估計得到終端對多個發(fā)射端AP_i的最優(yōu)距離解OD_APi-X以及終端到接收端PD_i的距離OD_PDi-X；

(7)通過空間三角形解算對多個OD_APi-X和OD_PDi-X進行解算得到終端位置(x,y,z)；

步驟(5)所述時間差Δtrx用來同步AP時鐘T_AP和終端的時鐘T_TE，T_TE＝T_AP-[(Δtrx-Δt)/2]。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LiFi技術(shù)的多LED發(fā)射端多PD定位方法，其特征在于：步驟(4)所述Sr信號發(fā)送時間由測距過程決定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LiFi技術(shù)的多LED發(fā)射端多PD定位方法，其特征在于：步驟(5)所述相干運算為反卷積運算。

4.一種基于LiFi技術(shù)的多LED發(fā)射端多PD定位系統(tǒng)，其采用如權(quán)利要求1-3任一項所述的定位方法，其特征在于：包含LiFiAP端和LiFi終端，LiFiAP端和LiFi終端均包括發(fā)送裝置和接收裝置，LiFi?AP端經(jīng)多個LED燈發(fā)送普通LED可見光信號，LiFiAP端有多個PD接收器接收來自LiFi終端紅外LED信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于LiFi技術(shù)的多LED發(fā)射端多PD定位系統(tǒng)，其特征在于：所述LiFiAP端發(fā)送裝置包括第一編碼存儲器，第一編碼存儲器輸出端分別連接測距模塊輸入端和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端分別連接第一信號調(diào)制器輸入端和測距模塊的輸入端、第一信號調(diào)制器輸出端連接第一LED驅(qū)動控制器輸入端，第一LED驅(qū)動控制器輸出端連接LED燈，其中第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第一信號調(diào)制器、第一LED驅(qū)動控制器、LED燈的組成裝置為2組及以上；所述LiFi?AP端接收裝置所述LiFi?AP端接收裝置為2組及以上，每個接收裝置為獨立的，每個LiFi?AP端接收裝置均包括第一PD接收器，第一PD接收器輸出端均連接第一放大器輸入端、第一放大器輸出端均分別連接第一信號解調(diào)器輸入端和測距模塊輸入端，第一信號解調(diào)器輸出端均經(jīng)第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接第一編碼處理器。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于LiFi技術(shù)的多LED發(fā)射端多PD定位系統(tǒng)，其特征在于：所述LiFi終端發(fā)送裝置包括第二編碼存儲器，第二編碼存儲器經(jīng)第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第二信號調(diào)制器輸入端、第二LED驅(qū)動控制器連接紅外LED燈；所述LiFi終端接收裝置包括第二PD接收器，第二PD接收器經(jīng)第二放大器與第二信號解調(diào)器連接，第二信號解調(diào)器分別連接第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器和第二信號調(diào)制器，第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出端連接第二編碼處理器。