基于可见光通信的室内定位方法和定位系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于可见光通信的室内定位方法和定位系统，方法包括步骤：将LED灯组的ID进行格雷编码；将编码后的比特进行组帧后得到ID信号，所有LED灯同时同频发送各自的ID信号；将所有ID信号转换为电流信号控制LED的发光强度，将电流信号调制到可见光域进行传输；接收端接收可见光信号，用光电转换器转换为电信号后进行定位判断。本发明专利技术具有如下优点：解决了在多灯照射下，光电转换器无法将两灯信号分开识别从而导致许多比特模糊，无法识别的问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于可见光通信的室内定位方法和定位系统，方法包括步骤：将LED灯组的ID进行格雷编码；将编码后的比特进行组帧后得到ID信号，所有LED灯同时同频发送各自的ID信号；将所有ID信号转换为电流信号控制LED的发光强度，将电流信号调制到可见光域进行传输；接收端接收可见光信号，用光电转换器转换为电信号后进行定位判断。本专利技术具有如下优点：解决了在多灯照射下，光电转换器无法将两灯信号分开识别从而导致许多比特模糊，无法识别的问题。【专利说明】基于可见光通信的室内定位方法和定位系统
本专利技术涉及通信
，具体涉及一种基于可见光通信的室内定位方法和定位系统。
技术介绍
随着通信技术的高速发展，有限的频谱资源逐渐难以满足无限的业务需求，探索新的频谱资源势在必行。可见光通信技术是基于发光二极管(LED)照明技术发展起来的一种使用可见光波段的光作为信息载体的新兴无线通信技术。与传统的无线通信技术相比，可见光通信技术具有无电磁辐射、保密性、带宽高、发射功率高，保密性好等特点，因此可见光通信技术在无线通信领域有着广阔的发展前景。位置服务是人们日常生活中经常使用的服务，随着技术的进步，人们对定位精度的要求越来越高。同时，人们有80%以上的时间在室内活动，70%以上的通信量来自室内，需要有满足高精度定位需求并且廉价方便，易于推广的技术。由于室内环境比较复杂，传统的卫星导航定位不能满足室内定位的需求，而其他目前的商业级应用因用户体验和成本等原因，没有成为室内定位的有效解决方案。基于可见光通信的室内定位技术被寄予了较高的期望，LED照明的大量应用，使得该技术的推广具备了条件。LED能够同时起到照明和通信的作用，从一定程度上降低了该技术的成本。基于LED-1D的定位方法是一种简单易行的定位方法，该方法将与位置相关的ID数据加载到不同LED光源上，接收终端通过对ID数据的处理实现被动定位。接收终端一般可以使用PIN光电检测器接收光信号，并检测光信号强度，转换为电信号。通过这种方法接收LED发送的信号在同时被多灯照射时，就无法判断接收到的比特，两路信号互相干扰，无法接收到正确的ID信息。而通过成像方法需要摄像头的辅助，十分不方便;干扰消除的算法也十分麻烦。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种基于可见光通信的室内定位方法。本专利技术的第二个目的在于提出一种基于可见光通信的室内定位的装置。为了实现上述目的，本专利技术的实施例公开了一种基于可见光通信的室内定位方法，包括以下步骤:S1:将LED灯组的ID进行二进制格雷编码；S2:将编码后的比特进行组帧后得到ID信号，所述LED灯组中所有LED灯同时同频发送各自的ID信号;S3:将所有ID信号采用OOK调制方式，转换为电流信号控制LED的发光强度，将电流信号调制到可见光域进行传输;S4:接收端接收可见光信号，用光电转换器转换为电信号后进行定位。根据本专利技术实施例的基于可见光通信的室内定位方法，解决了在多灯照射下，光电转换器无法将两灯信号分开识别从而导致许多比特模糊，无法识别的问题。另外，根据本专利技术上述实施例的可见光定位的LED灯ID编码、解码方法，还可以具有如下附加的技术特征:进一步地，在步骤S4中，定位的过程进一步包括:如果所述接收端接收的ID信号中均无模糊比特，则判定接收端在对应ID的LED灯的照明范围内；如果接收的ID信号中存在模糊比特，则判定接收端在除模糊比特外对应ID的LED灯集合的联合照明范围内；其中，所述模糊比特的判定方式为接收信号的强度在预设的范围内。进一步地，在步骤SI中，相邻LED灯的ID仅有一个比特不同。进一步地，相邻LED灯呈线形排列或呈矩形排列或呈放射形排列。进一步地，在步骤SI中，所述LED灯组成矩形排列，所述LED灯组的ID中部分比特表示横向坐标，剩余比特表示纵向坐标，相邻LED灯只在横向坐标或纵向坐标上相差I比特;或所述LED灯组成放射形排列，所述LED灯组的ID中部分比特表示幅向坐标，剩余比特表示径向坐标，相邻LED灯只在幅向坐标或径向坐标上相差I比特进一步地，在步骤S2中，由同一晶振产生时钟同时控制所有LED灯同频。进一步地，在步骤S2中，所有LED灯由供电交流电的工频信号进行同时同频。进一步地，在步骤S5中，对所述接收的ID信号进行比特判定前，还进行多帧平均。进一步地，在步骤S2中还包括:对ID信号进行纠错编码或校验编码。为了实现上述目的，本专利技术的实施例公开了一种基于可见光通信的室内定位的装置，包括:ID编码模块，用于将LED灯组的ID进行二进制格雷编码;信号组合模块，用于将编码后的比特进行组帧后得到ID信号;信号转发模块，用于将每帧信息采用OOK调制方式转换为电流信号控制LED的发光强度，将电流信号调制到可见光域进行广播式传输，其中，所述LED灯组中所有LED灯同时同频发送各自所述ID信号;信号接收模块，用于接收可见光信号，并通过光电转换器件转换为电信号处理;确定位置判定模块，用于判定接收端所在的确定位置，如果所述接收端接收的ID信号的所有比特均无模糊，则判定接收端在对应ID的LED等的照明范围内，否则若接收端接收的ID信号存在比特模糊，使用模糊位置判定模块判定位置；以及模糊位置判定模块，用于判定所述接收端所在的模糊位置，如果所述接收端接收的ID信号存在若干比特模糊，则判定接收端在除模糊比特外对应ID的LED灯集合的联合照明范围内；如果所述接收端所有比特均无模糊，使用确定位置判定模块判定位置。根据本专利技术实施例的基于可见光通信的室内定位的装置，解决了在多灯照射下，光电转换器无法将两灯信号分开识别从而导致许多比特模糊，无法识别的问题。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。【附图说明】本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是本专利技术一个实施例的基于可见光通信的室内定位方法的流程图；图2是本专利技术一个实施例的基于可见光通信的室内定位系统的结构示意图；图3是本专利技术一个实施例的线形LED排列不意图；图4是本专利技术一个实施例的矩形LED排列示意图；图5是本专利技术一个实施例的放射性LED排列不意图。【具体实施方式】下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“幅向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于可见光通信的室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将LED灯组的ID进行二进制格雷编码；S2：将编码后的比特进行组帧后得到ID信号，所述LED灯组中所有LED灯同时同频发送各自的ID信号；S3：将所有ID信号采用OOK调制方式，转换为电流信号控制LED的发光强度，将电流信号调制到可见光域进行传输；S4：接收端接收可见光信号，用光电转换器转换为电信号后进行定位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昉，李昭奇，高俊男，宋健，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11