[發明專利]一種基于可見光通信的定位方法、裝置及系統

在審

• 申請號: 202010435587.4
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111624551A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 宋翔;蔣慧琳;馬李剛;汪靜;張磊
• 申請（專利權）人: 南京曉莊學院
• 主分類號: G01S5/16
• 分類號: G01S5/16;G06F17/15
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理有限公司 11304
• 代理人: 趙興華

本申請提供了一種基于可見光通信的定位方法、裝置及系統，接收環境中的LED燈具發出的光信號并識別出發出該光信號的LED燈具的唯一標識，進一步獲取相應LED燈具的位置坐標。之后，根據LED發出的光信號的最大識別距離及各個LED燈具的位置坐標，確定待定位目標的坐標范圍。最后，從待定位目標的坐標范圍中求解出滿足非線性約束條件且使目標函數最小的坐標，即得到待定位目標在當前時刻的位置坐標。該方案不是依據光信號強度與距離之間的映射關系獲得定位信息，而是利用光電探測器探測到的多個燈具的光信號確定可能的范圍，并進一步求解出最優坐標位置，該方案不受環境中對可見光信號的干擾，因此定位更準確。

技術領域

本發明屬于定位技術領域，尤其涉及一種基于可見光通信的定位方法、 裝置及裝置。

背景技術

近年來，智能交通系統(Intelligent Transportation Systems，ITS)在世界 范圍內得到了飛速發展，ITS有效發揮的重要前提是車輛的準確可靠定位。

目前，車輛導航定位領域應用最多的是全球定位系統(Global PositioningSystem，GPS)技術，GPS定位技術在無遮擋的環境下，定位比較準確，能夠 動載體實時全天候地提供三維位置、速度和時間等信息。但隨著立體交通的 飛速發展，越來越多的地下隧道投入使用，在密閉的隧道環境中，多路徑效 應與遮擋嚴重，導致GPS長時間失效，尤其是在較長的隧道中，往往導致GPS 在幾分鐘甚至十幾分鐘內失效，無法實現準確可靠的連續定位。

近年來，隨著可見光通信(Visible Light Communication，VLC)技術的 發展，也提出了基于可見光通信技術的定位方法，這種定位方法利用發光二 極管(Light EmittingDiode，LED)發射的白光作為定位信號的載體實現定位。 現有的基于可見光通信的定位方案中通常是通過接收器接收的入射光強來估 算接收器與LED燈具之間的距離進而實現定位。由于應用環境的多樣性，信 號的反射、散射或者這筆現象通常會對接收到的入射光強產生干擾，且這些 現象通常與環境有關，難以采用精確的數學模型來刻畫其對接收信號強度的 影響，從而影響模型的有效性，影響最終的定位效果。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于可見光通信的定位方法、裝 置及裝置，以解決現有的基于可見光通信的定位方案根據可見光信號的強度 計算目標與LED燈具之間的距離，由于環境中存在干擾導致定位不準確的問 題。具體的技術方案如下：

一方面，本發明提供了一種基于可見光通信的定位方法，在環境中設置 多個可見光燈具，且每個可見光燈具具有唯一標識，待定位目標上設置有光 電探測器，所述方法包括：

待定位目標上的光電探測器接收可見光燈具發出的光信號，并將接收到 的光信號轉換為電信號；

解析所述電信號得到發出該電信號對應光信號的可見光燈具的唯一標識 及位置坐標；

根據所述可見光燈具發出的光信號的最大識別距離，以及，接收到的光 信號的可見光燈具對應的位置坐標，確定所述待定位目標的坐標范圍；

從所述待定位目標的坐標范圍中求解出滿足非線性約束條件且使目標函 數最小的目標坐標，得到所述待定位目標在當前時刻的位置坐標；

其中，所述非線性約束條件為所述待定位目標的位置坐標與接收到的光 信號的各個可見光燈具之間的距離小于或等于光信號的最大識別距離，所述 目標函數是所述待定位目標與接收到的光信號對應的各個可見光燈具之間的 距離之和。

可選地，根據所述可見光燈具發出的光信號的最大識別距離，以及，接 收到的光信號的可見光燈具對應的位置坐標，確定所述待定位目標的坐標范 圍，包括：

分別以接收到的光信號的可見光燈具對應的位置坐標為圓心，以所述最 大識別距離為半徑得到球形區域；