[發明專利]一種基于可見光通信的室內定位方法及系統

在審

• 申請號: 202111661211.6
• 申請日: 2021-12-30
• 公開（公告）號: CN114296030A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 肖華;莫陽林;徐照星;肖秀春;王觀承
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: G01S5/16
• 分類號: G01S5/16
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 隆翔鷹

本發明涉及定位技術領域，公開一種基于可見光通信的室內定位方法及系統，其通過引入量子點光轉換材料的LED發出特定波段的光信號，在特定波段的光信號上攜帶LED在室內固有位置的編號，通過手機的光電探測器接收該特定波段的光信號并進行存儲，根據是否是特定波段、是否重復出現、兩次出現的時間間隔是否與LED發射光信號的時隙間隔相等進行篩選，最后再從中挑選光強最大的光信號進行解碼，再根據解碼得到的編號在室內地圖上查找對應的LED，即可獲得用戶在室內的位置，最后通過圖形化界面進行顯示。用戶只需用手機在室內的LED下接收光信號，通過手機上嵌設的光電探測器和軟件即可顯示位置和查找操作。本發明算法簡單，處理速度快，且受干擾小，準確度高。

技術領域

本發明涉及定位技術領域，特別是涉及一種基于可見光通信的室內定位方法及系統。

背景技術

隨著智能終端軟硬件技術、無線傳感技術、移動互聯網技術等的不斷完善和發展，人們逐漸進入萬物互聯時代。室內定位作為傳感技術與智能終端的一種結合技術，其近年來在定位精確度、響應速度和制造成本等領域的研究上實現了較大進展。傳統的傳感器節點定位技術按照節點的位置屬性可分為戶外定位以及室內定位技術，其中，室內定位技術根據其使用電磁波不同，可分為紅外線定位技術、可見光定位技術、超聲波定位技術、射頻識別(RFID)定位技術等；根據其組網協議或者設計不同可分為藍牙定位技術、Zigbee定位技術、WiFi定位技術、超寬帶定位技術(UWB)等。上述技術一般利用節點質心位置、傳輸時間、傳輸角度、節點密度等參數從已知節點位置來推導盲節點位置，其計算方式包括三邊測量法、三角測量法、多邊測量的極大似然估計法、凸規劃定位算法等。

在上述定位技術中，紅外線定位技術視距傳播，穿透性極差，也極易受燈光、煙霧等環境因素影響。超聲波定位技術在空氣中的衰減較大，使用在反射測距時受多徑效應和非視距傳達影響很大，造價較高。射頻識別(RFID)定位技術不具有通訊功能，抗干擾能力較差，不便于整合到移動終端之中。藍牙定位技術穩定性稍差，受噪聲信號干擾大，且價格昂貴。Zigbee定位技術信號傳輸受多徑效應和移動的影響很大，成本較高。WiFi定位技術用于室內定位的精度只能到達2米左右，無法做到精準定位，并且WiFi熱點有時開有時關，不能一直傳輸信號。超寬帶定位技術(UWB)中，新參加的盲節點需要主動參與通訊，使得功耗較高，并且事先也需求布局，且難以實現大規模室內掩蓋。此外，全球定位系統在通過墻體后衛星定位信號會有嚴重的衰弱，也不能在室內環境提供可靠且高精度的定位環境。

相比上述定位技術，基于可見光通信的室內定位算法采用固有白光LED發出的照明光作為載波傳輸信息，僅需要通過對亮度、光場分布的調節來實現不同距離、不同帶寬條件下的通信。相較于其他室內定位技術，基于可見光通信的室內定位算法具有響應速度快、抗電磁波干擾、收發裝置簡單、精度高、保密性以及可拓展性強等優點，可用于商場、辦公室、地下停車場等復雜室內環境場景下的定位。

目前傳統的、基于可見光的室內定位方法一般采用室內三維定位算法，利用三個及以上攝像機圖像跟蹤目標，從圖像傳感器獲得投影特征從而獲得對應LED燈的三維坐標。也就是說，傳統室內定位方法一般利用多個已知節點位置來推導盲節點位置，需要提前布局多個已知節點，涉及到的設備以及裝置較多，并且算法較為復雜，不適用于空間環境復雜的場所不適用于大型商場、室內步行街、地下停車場等范圍較大、空間環境較為復雜的場所。