一种反向定位系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及可见光通信技术领域，公开了一种反向定位系统及反向定位方法。该系统包含：定位解析器、发射器、以及位置固定的接收机；发射器，用于发送可见光信号；接收机，用于接收来自发射器的可见光信号，并根据所接收到的可见光信号确定发射器与本接收机的方向信息和距离；还用于向定位解析器发送定位数据；其中，定位数据包括发射器与本接收机的方向信息和距离；定位解析器，用于处理来自两个不同的接收机的定位数据，获取发射器的位置信息。本发明专利技术利用可见光信号实现定位以解决电磁敏感环境中的定位问题，并且本方案结构简单、计算简便、易于实施、运行成本低。

Reverse positioning system and method

The invention relates to the field of visible light communication technology, and discloses a reverse positioning system and a reverse positioning method. The positioning system includes: parser, transmitter, and fixed receiver transmitter for transmitting; visible light signal; the receiver, for receiving a visible light signal from the transmitter, and the visible light signal according to the received by the transmitter and receiver to determine the direction and distance information; also used to locate the parser send location data; the, including positioning data transmitter and the receiver in the direction and distance information; positioning parser for processing location data from two different receiver, transmitter position information acquisition. The invention utilizes the visible light signal to realize the positioning to solve the positioning problem in the electromagnetic sensitive environment, and the scheme has the advantages of simple structure, simple calculation, easy implementation and low operation cost.

【技术实现步骤摘要】
一种反向定位系统及方法
本专利技术涉及可见光通信
，特别涉及一种反向定位系统及方法。
技术介绍
随着科技的发展，定位技术的应用越来越广泛，带来了巨大的社会经济效益。传统的基于移动通信网络的辅助定位系统(AssistedGlobalPositioningSystem，辅助定位系统，简称A-GPS)，无线局域网(WirelessLocalAreaNetworks，简称WLAN)、射频识别(RadioFrequencyIdentification，简称RFID)、紫蜂(ZigBee)、蓝牙、超宽带无线电(UltraWideBand，UWB)、超声波定位技术等，应用十分广泛。然而，该些无线定位技术在定位过程中，定位装置所发射出的无线电波信号，会与金属导体产生电磁感应，而电磁干扰的影响对于一些电磁敏感环境的破坏可能是致命的。核电站的安全问题是核电发展中最为关键的问题，微小的安全隐患都可能导致核泄漏等重大事故。为了保障核电站的正常运行与维护，对核岛内部工作人员的快速精确定位必不可少。而前述电磁波定位装置产生的电磁波可能对核一次仪器仪表、二次保护和DCS系统造成电磁干扰，其影响程度难以评估和确定，给核电站带来严重安全隐患。可见光通信技术是一种可拓宽频谱资源、绿色节能的新型无线通信技术。近年来，可见光通信技术在室内定位系统中的应用成为了一个非常热门的研究课题。可见光定位技术使用发光二极管(LED)作为光源，从而用于室内定位目的的可见光通信系统可以在用于照明的地方都提供服务，而且除了一些必要的信号处理几乎不需要多余的功率消耗。可见光定位系统不会产生任何射频干扰，因此可以部署在射频辐射被严格限制的环境中(如医院，核电站等)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种反向定位系统及方法，其利用可见光信号实现定位以解决电磁敏感环境中的定位问题，并且本方案结构简单、计算简便、易于实施、运行成本低。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种反向定位系统，包含：定位解析器、发射器、以及位置固定的接收机；所述发射器，用于发送可见光信号；所述接收机，携带自身唯一标识号，用于接收来自所述发射器的可见光信号，并根据所接收到的可见光信号确定所述发射器与本接收机的方向信息和距离；还用于向所述定位解析器发送定位数据；其中，所述定位数据包括所述本接收机的标识号以及发射器与本接收机的方向信息和距离；所述定位解析器，用于处理来自两个不同的接收机的所述定位数据，获取所述发射器的位置信息。本专利技术的实施方式还提供了一种反向定位方法，包含以下步骤：接收机接收来自发射器的可见光信号并解析，获得所述发射器相对本接收机的方向信息和距离；其中，所述接收机携带自身唯一标识号；将所述接收机的标识号以及所述发射器与本接收机的方向信息和距离合并作为定位数据，发送给定位解析器；所述定位解析器根据来自两个不同的接收机的定位数据，获取所述发射器的位置信息。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，通过在使用场所设置两个以上的可见光信号接收机，用于接收发射器发送的可见光信号并根据接收到的可见光信号确定发射器与本接收机的方向信息和距离，同时将确定出的发射器与本接收机的方向信息和距离以及本接收机的标识号一并作为定位数据发送至定位解析器，而定位解析器则根据两个不同的接收机发送的定位数据获取发射器的位置信息。由于本实施方式的发射器和接收机之间传递的是可见光信号，而可见光信号本身不会对例如核岛等的电磁敏感环境造成电磁干扰，从而可保障核岛等的电磁敏感设备的稳定工作；并且，本实施方式通过至少两个接收机以及定位解析器即可实现对发射器的反向定位，整个反向定位系统结构简单、易于实施、运行成本低。优选地，所述反向定位系统中包含的发射器数量大于1个；所述发射器发送的可见光信号中携带自身唯一标识号；所述接收机还用于解析出可见光信号中携带的所述标识号，并将所述标识号添加入所述定位数据；所述定位解析器所处理的所述定位数据为添加过所述标识号的定位数据。从而使得反向定位系统具有同时定位更多对象的能力，提高反向定位系统的实用性。优选地，所述接收机包含：位于中间的第一类光电接收器和位于所述第一类光电接收器周围的第二类光电接收器；所述第二类光电接收器，用于接收来自发射器的可见光信号，并确定所述发射器与本接收机的方向信息；所述第一类光电接收器，用于接收来自所述发射器的可见光信号，并确定所述发射器与本接收机的距离。通过位置不同的光电接收器分别确定发射器相对于本接收机的距离和方向信息，从而可以提高计算精度。优选地，所述定位数据的数据传输形式采用帧结构。从而可以提高在发射端和定位解析器之间传输定位数据的效率，提高定位效率。优选地，所述接收机通过485总线向所述定位解析器发送所述定位数据。485总线具有布线简单，信号传输稳定可靠等有益效果，从而使得数据可以远距离稳定地传输。附图说明图1是根据本专利技术第一实施方式反向定位系统的结构框图；图2是根据本专利技术第一实施方式反向定位系统可见光光强与接收距离关系图；图3至图4是根据本专利技术第一实施方式反向定位系统的结构示意图；图5是根据本专利技术第二实施方式反向定位系统的结构示意图；图6是根据本专利技术第四实施方式反向定位方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种反向定位系统。本实施方式的反向定位系统通过固定于两个不同位置的接收机接收并解析发射器发送的可见光信号，从而提取出发射器相对于本接收机的距离和方向信息并将提取出的方向信息和距离信息以及本接收机的标识号一并作为定位数据发送至定位解析器，定位解析器即可根据接收到的定位数据获取发射器的位置，从而实现对目标的反向定位。如图1所示，该反向定位系统包含：发射器1、以及位置固定的接收机2、定位解析器3。发射器1，用于发送可见光信号。发射器包含LED光源，本实施方式的LED光源优选白光LED，LED光源的输入电压、电流可以由逻辑电路直接控制。如图2示出了光强与接收距离的关系，可见，LED的光强随着接收距离的增大而减小，所以，接收机可以根据接收到的光强计算出LED光源到接收机的距离。本实施方式中的发射器可以为用户随身携带，在使用过程中，既可用于照明，又可实时发送可见光信号进行定位。接收机2，用于接收来自发射器1的可见光信号，并根据所接收到的可见光信号确定发射器1与本接收机的方向信息和距离。在实际应用中，接收机一般可以固定于使用场所的顶部，比如天花板等。如图3、4所示，本实施方式中有两个接收机2，分别是：第一接收机20和第二接收机21。第一、第二接收机分别包含位于中间的第一类光电接收器4和位于第一类光电接收器4周围的第二类光电接收器5。本实施方式中，第一类光电接收器4和第二类光电接收器5均采用光电二极管PIN，各光电二极管分别将接收到的可见光信号转换成电信号，并输出至接收机的处理单元，需要说明的是，本实施方式中，第一接收机2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反向定位系统，其特征在于，所述反向定位系统包含：定位解析器、发射器、以及位置固定的接收机；所述发射器，用于发送可见光信号；所述接收机，携带自身唯一标识号，用于接收来自所述发射器的可见光信号，并根据所接收到的可见光信号确定所述发射器与本接收机的方向信息和距离；还用于向所述定位解析器发送定位数据；其中，所述定位数据包括所述本接收机的标识号以及发射器与本接收机的方向信息和距离；所述定位解析器，用于处理来自两个不同的接收机的所述定位数据，获取所述发射器的位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种反向定位系统，其特征在于，所述反向定位系统包含：定位解析器、发射器、以及位置固定的接收机；所述发射器，用于发送可见光信号；所述接收机，携带自身唯一标识号，用于接收来自所述发射器的可见光信号，并根据所接收到的可见光信号确定所述发射器与本接收机的方向信息和距离；还用于向所述定位解析器发送定位数据；其中，所述定位数据包括所述本接收机的标识号以及发射器与本接收机的方向信息和距离；所述定位解析器，用于处理来自两个不同的接收机的所述定位数据，获取所述发射器的位置信息。2.根据权利要求1所述的反向定位系统，其特征在于，所述反向定位系统中包含的发射器数量大于1个；所述发射器发送的可见光信号中携带自身唯一标识号；所述接收机还用于解析出可见光信号中携带的所述标识号，并将所述标识号添加入所述定位数据；所述定位解析器所处理的所述定位数据为添加过所述标识号的定位数据。3.根据权利要求1所述的反向定位系统，其特征在于，所述接收机包含：位于中间的第一类光电接收器和位于所述第一类光电接收器周围的第二类光电接收器；所述第二类光电接收器，用于接收来自发射器的可见光信号，并确定所述发射器与本接收机的方向信息；所述第一类光电接收器，用于接收来自所述发射器的可见光信号，并确...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟楠，
申请(专利权)人：复旦大学，国网福建省电力有限公司厦门供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：上海,31