The invention discloses a three-dimensional visible light communication scene in fingerprint matching based method, which comprises the following steps: 1, arrangement of transmission nodes and sampling points in fingerprint positioning in the scene, the establishment of RSS fingerprint database; 2 regional lock: according to the visible information received, to search in the RSS fingerprint database. RSS fingerprint data and the receiving end receives the visible information closest to RSS; the fingerprint data obtained as the center, locked search area; 3, iterative search: in the search area, using K nearest neighbor iterative search in the vector space structure of transmission distance in search of nearest neighbor search and get several sampling points. A nearest neighbor fingerprint sampling points; 4, position estimation: average search to get all of the nearest neighbor fingerprint sampling point 3D coordinates, three-dimensional coordinates of the actual position of the receiver estimates . The method has high positioning accuracy and little localization complexity.
【技术实现步骤摘要】
一种基于指纹匹配的可见光通信场景中三维定位方法
本专利技术属于移动通信技术和室内定位领域,具体涉及一种在可见光通信场景中基于指纹匹配和可见光传输特性的三维定位方法。
技术介绍
近年来,位置信息服务得到了迅速的发展,基于全球定位系统(GPS,GlobalPositioningSystem)的室外定位技术已经相当成熟。然而由于在室内接收的GPS卫星信号非常微弱甚至无法正常接收,使得室内定位不得不放弃成熟可靠的GPS技术而寻求其他解决方案。现在大多数的室内定位解决方案都需要额外的布置定位锚节点,这增加了室内定位系统的部署成本和普及难度;在基于WiFi(WirelessFidelity)的室内定位解决方案中,虽然WiFi无线接入点在室内场景中得到了大量的部署,但是该解决方案的定位精度通常较低。同时,固态照明技术正在改变着室内照明的未来,白炽灯和荧光灯正在越来越多的被发光二极管(LED,LightEmittingDiode)所代替。LED具有能量转换效率高、产生热量少、使用寿命长以及绿色环保的优点。此外,LED光源可以快速的改变发光强度,这就为高速的可见光通信提供了可能性。可见光通信系统不仅保密性好、抗干扰能力强、隐蔽性强,而且不会有电磁干扰,能适用于人口密集以及某些射频敏感的场合。再加上LED光源已经在室内场景中得到了大量的部署,使得基于可见光通信的室内定位技术具有广阔的应用前景。现阶段常用的可见光定位技术主要有基于接收信号强度(RSS,ReceivedSignalStrength),到达时间(TOA,TimeofArrival)、到达时间差(TDOA,TimeD ...
【技术保护点】
一种基于指纹匹配的可见光通信场景中三维定位方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)在定位场景中布置发射节点和指纹采样点,根据指纹采样点处的信息建立RSS指纹库;所述RSS指纹库中每个RSS指纹数据包含指纹采样点处的三维坐标、接收到的可见光发射节点ID信息、可见光接收信号强度、覆盖号、可见光传输距离及对应的传输距离修正因子;(2)区域锁定:根据接收端收到的可见光信息,在RSS指纹库中进行搜索,得到与接收端接收到的可见光信息最接近的RSS指纹数据;以得到的RSS指纹数据为中心,选取邻域半径,锁定搜索区域;(3)迭代搜索:在搜索区域中,使用K近邻迭代搜索,用指纹采样点的传输距离修正因子作为实际位置上的距离修正因子,在传输距离构成的向量空间中搜索最近邻采样点,搜索得到若干个最近邻指纹采样点;(4)位置估计:对搜索得到的所有最近邻指纹采样点的三维坐标求均值,得到接收端的实际位置三维坐标估计值。
【技术特征摘要】
1.一种基于指纹匹配的可见光通信场景中三维定位方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)在定位场景中布置发射节点和指纹采样点,根据指纹采样点处的信息建立RSS指纹库;所述RSS指纹库中每个RSS指纹数据包含指纹采样点处的三维坐标、接收到的可见光发射节点ID信息、可见光接收信号强度、覆盖号、可见光传输距离及对应的传输距离修正因子;(2)区域锁定:根据接收端收到的可见光信息,在RSS指纹库中进行搜索,得到与接收端接收到的可见光信息最接近的RSS指纹数据;以得到的RSS指纹数据为中心,选取邻域半径,锁定搜索区域;(3)迭代搜索:在搜索区域中,使用K近邻迭代搜索,用指纹采样点的传输距离修正因子作为实际位置上的距离修正因子,在传输距离构成的向量空间中搜索最近邻采样点,搜索得到若干个最近邻指纹采样点;(4)位置估计:对搜索得到的所有最近邻指纹采样点的三维坐标求均值,得到接收端的实际位置三维坐标估计值。2.根据权利要求1所述的基于指纹匹配的可见光通信场景中三维定位方法,其特征在于,所述RSS指纹数据的覆盖号c为:其中M为定位场景中发射节点的个数;K为所述RSS指纹数据采样点处同时接收到的可见光个数最大值;uj为第j个发射节点的UID,wj为第j个发射节点的覆盖权重;t(i)为所述RSS指纹数据采样点处接收到的第i个发射节点的UID。3.根据权利要求1所述的基于指纹匹配的可见光通信场景中三维定位方法,其特征在于,步骤(2)中在RSS指纹库中进行搜索具体包括如下步骤:(21)根据接收端收到的可见光信息计算覆盖号cr;(22)在RSS指纹库中搜索覆盖号与cr相同的指纹采样点,...
【专利技术属性】
技术研发人员:夏玮玮,徐明,贾子彦,燕锋,沈连丰,章跃跃,朱亚萍,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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