The invention discloses an indoor visible light asynchronous positioning method and system based on CDMA modulation. The positioning method using CDMA modulation technology, CDMA codes by equipped with indoor space LED lamps are different from each other, signal separation ID information to realize the time domain and frequency domain so that a location are overlapping, asynchronous communication. The distance between the positioning point and the LED lamps is determined according to the size of the signal intensity attenuation, and the precise positioning of the receiver can be realized by using the three side measurement algorithm. Compared with the traditional visible light indoor positioning method, the method of the invention does not require high precision clock and synchronization between the sending and receiving devices, reduce power consumption, the receiving end of intelligent equipment at the same time, CDMA technology has many advantages such as good communication quality, high connection rate, low transmission power, strong anti-interference ability, which makes the indoor positioning is more simple, reliable and effective.
【技术实现步骤摘要】
一种基于CDMA调制的室内可见光异步定位方法和系统
本专利技术涉及可见光通信技术,特别涉及一种基于CDMA调制的室内可见光异步定位方法和系统。
技术介绍
目前,全球定位系统作为一种精确定位的导航系统,在各领域均得到了广泛应用,如交通、测绘等行业。其应用在室外定位时可展现高精度、高效益的工作,但对于室内定位,由于无线电磁干扰等,在一定程度上影响了其定位质量,使之应用产生了一定的限制。近年来,基于可见光通信(visiblelightcommunication,VLC)的室内定位系统快速发展,随着智能手机与平板电脑的兴起,VLC室内定位技术的实现具有了更大的可能,其具有高保密性、抗干扰能力强、通信质量好、兼顾通信与照明等优点。可见光的定位方法是基于VLC的室内定位技术,通过将人眼识别不到的高频信号加载到LED灯具上,来传输定位相关的信息。VLC定位技术可以利用摄像头作为接入端,通过运行相应的软件,捕捉LED灯具的信号,实现接收端的定位。但是,用于定位的传统VLC算法如到达时间法、到达时间差法、到达信号角度法等需要接收端与发射端设备时钟的严格同步,从而需要智能设备不断分析捕获的视频信号,导致智能设备的高功耗,将缩短电池寿命,且成本较高。虽然另外的定位算法如接收信号强度法(receivedsignalstrength,RSS)不需要其时钟同步,但在现今的多种VLC定位算法中,传统的RSS三角定位算法由于多径效应导致的码间干扰,使定位的精度得不到有效的保障。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足,本专利技术的目的在于提出了一种基于CDMA调制的室内可见光异步定位 ...
【技术保护点】
一种基于CDMA调制的室内可见光异步定位方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、对LED灯具的原始ID信息进行OOK调制,形成基带调制信号;步骤2、采用扩频码对所述基带调制信号进行扩频,获得扩频信号;步骤3、所述扩频信号经LED驱动电路驱动位于室内天花板的LED灯具发出可见光信号;步骤4、智能设备通过摄像头捕捉所述可见光信号,光信号通过光电转换器转变为电信号;步骤5、通过解扩及信息解调获得LED灯具的原始ID信息,结合RSS三角定位算法,最终得出接收端精准的位置坐标。
【技术特征摘要】
1.一种基于CDMA调制的室内可见光异步定位方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、对LED灯具的原始ID信息进行OOK调制,形成基带调制信号;步骤2、采用扩频码对所述基带调制信号进行扩频,获得扩频信号;步骤3、所述扩频信号经LED驱动电路驱动位于室内天花板的LED灯具发出可见光信号;步骤4、智能设备通过摄像头捕捉所述可见光信号,光信号通过光电转换器转变为电信号;步骤5、通过解扩及信息解调获得LED灯具的原始ID信息,结合RSS三角定位算法,最终得出接收端精准的位置坐标。2.根据权利要求1所述的一种基于CDMA调制的室内可见光异步定位方法,其特征在于,所述步骤2包括以下步骤:步骤21、所述扩频码由PN码序列组成;步骤22、给LED灯具分配设定的PN码序列,任意相邻的两个灯具的PN码序列接近无关,至少需要5个不同的扩频码,以区分相邻的LED灯具;步骤23、每个LED的原始ID信息与PN码序列相乘得到扩频信号,通过扩频码序列对信号的调制实现频谱扩展,原始ID信息被扩展到较宽的频带;每个LED灯可在时间周期内传送特殊的ID信息,实现异步多址通信。3.根据权利要求1所述的一种基于CDMA调制的室内可见光异步定位方法,其特征在于,所述步骤5包括以下步骤:步骤51、接收端产生与发送端一致的PN码序列,对电信号进行解扩;步骤52、对解扩信号进行信息解调,恢复出原始ID信息,得到接收信号强度;步骤53、通过RSS三角定位算法,经计算得到接收端与发送端的距离,以三个LED灯具为基本单位,可得出接收端的位置坐标。4.根据权利要求1所述的一种基于CDMA调制的室内可见光异步定位方法,其特征在于,所述步骤5中的RSS三角定位算法计算包括以下步骤:步骤51、测量出发送端到接收端的距离di、辐射角和入射角ψi,接收端到天花板的距离h以及接收端的面积AR;步骤52、发送端和接收端的信道增益Hi可表示为:其中,m表示朗伯发光阶数,可表示为是LED灯具的半功率角,Ψc是接收端的视场角;步骤53、假设接收面垂直向上,则故(1)式可化为:其中ri为接收端到发送端的距离;步骤54、假设发射LED装置的信号为Si(t),则该接收信号强度R(t)可以表示为:其中,N(t)...
【专利技术属性】
技术研发人员:文尚胜,黄瑞怡,关伟鹏,陈昊,陈颖聪,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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