一种基于可见光的室内定位方法、装置和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种基于可见光的室内定位方法，用以在利用可见光实现室内定位的同时，降低智能终端硬件成本和功耗。基于可见光的室内定位方法，包括：调用智能终端的环境光传感器，利用不同的采样率分别对同一光源发出的可见光信号进行采集得到第一光信号和第二光信号；从所述第一光信号和所述第二光信号中分别提取第一频率值和第二频率值；根据所述第一频率值和第二频率值，从预先建立的频率坐标数据库中确定出目标频率；确定所述目标频率在所述频率坐标数据库中对应的位置坐标为所述智能终端的位置坐标。

An indoor location method, device and storage medium based on visible light

【技术实现步骤摘要】
一种基于可见光的室内定位方法、装置和存储介质
本专利技术涉及室内定位
，尤其涉及一种基于可见光的室内定位方法、装置和存储介质。
技术介绍
随着工业互联网技术与智慧物流的发展，室内定位的需求不断增加。但传统基于卫星信号的定位系统(GPS(全球定位系统)、北斗等)，由于信道衰落的原因，在室内环境下定位效果劣化严重，无法有效使用，因此出现了一系列基于其他原理的室内定位方法和系统，如Wi-Fi(无线保真)、蓝牙、超声、红外、超宽带和惯性导航等。但目前每种定位方法都有其自身局限性，如Wi-Fi、蓝牙定位精度偏低；红外、超宽带需要布设基站，成本较高；惯性导航存在累积误差无法单独实现定位等。随着固体光源技术的进步，以LED(发光二极管)为代表的固体光源以发光效率高、能耗低、寿命长、材料环保等优势逐渐成为照明市场的主流。而LED相对于传统荧光灯/白炽灯的高调制带宽，使其能在提供照明的同时发射可见光信号，为基于照明的室内可见光定位提供了硬件基础。此外，随着智能移动设备的发展，智能手机普及率越来越高，几乎成为大多数人的必备设备，也为基于手机的室内可见光定位提供了巨大的应用潜力。与基于卫星信号的室外定位和其他室内定位方法相比，室内可见光定位技术以照明光源发射的可见光信号为信息载体。因此，其可直接利用室内已有的照明光源作为信号发射端，同时提供照明和室内定位服务，布设成本较低。其次，由于以可见光信号为载体，因此室内可见光定位系统不会产生射频波段的电磁波信号，因此不会与室内已有的无线通信信号产生干扰，也不会产生电磁干扰。此外，由于可见光信号具有直线传播的特性，不会穿透墙壁。因此，与利用射频信号的室内定位方法相比，可见光定位不会出现跨楼层和跨房间误定位的问题。根据接收端所采用的可见光探测器的不同，室内可见光定位可以分为非成像型和成像型两种。对于非成像型可见光定位来说，其需要在接收端使用高速单元光电探测器，因此需要专用的接收模块，主要适用于某些专用的场合。而对于成像型可见光定位来说，由于其可利用智能终端(如手机)自带的成像探测器，不需要额外添加接收模块，适用于普通商用场合，但是对于目前的成像型可见光定位方法，大多需要接收端同时采集到来自于多个照明光源的信息，对光源在场景中的分布密度要求较高，并且需要智能终端的摄像头长时间开启，耗电量大且影响终端续航时间。因此，如何在利用可见光实现室内定位的同时，又不增加智能终端硬件成本和功耗，成为现有技术中亟待解决的技术问题之一。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于可见光的室内定位方法，用以在利用可见光实现室内定位的同时，降低智能终端硬件成本和功耗。第一方面，提供一种基于可见光的室内定位方法，包括：调用智能终端的环境光传感器，利用不同的采样率分别对同一光源发出的可见光信号进行采集得到第一光信号和第二光信号；从所述第一光信号和所述第二光信号中分别提取第一频率值和第二频率值；根据所述第一频率值和第二频率值，从预先建立的频率坐标数据库中确定出目标频率；确定所述目标频率在所述频率坐标数据库中对应的位置坐标为所述智能终端的位置坐标。在一种实施方式中，从所述第一光信号和所述第二光信号中分别提取第一频率值和第二频率值，具体包括：对所述第一光信号进行快速傅里叶变换，并提取最大幅度信号所对应的频率值为所述第一频率值；对所述第二光信号进行快速傅里叶变换，并提取最大幅度信号所对应的频率值为所述第二频率值。在一种实施方式中，根据所述第一频率值和第二频率值，从预先建立的频率坐标数据库中确定出目标频率，具体包括：根据所述第一频率值，从所述频率坐标数据库中选择满足以下条件的频率作为候选频率：根据所述第二频率值，从所述候选频率中选择满足以下条件的频率作为所述目标频率：其中：fa表示第一频率值；N为正整数；Sa为第一光信号对应的采样率；f′为所述频率坐标数据库中存储的可见光发射频率；fb表示第二频率值；f为候选频率；Sb为第二光信号对应的采样率。在一种实施方式中，按照以下方法建立所述频率坐标数据库：为用于进行室内定位的光源阵列中的每一可见光光源分配一可见光发射频率；针对每一可见光光源，建立该可见光光源的位置坐标与为其分配的可见光发射频率之间的对应关系；并将针对该可见光光源建立的对应关系添加至所述频率坐标数据库中。第二方面，提供一种基于可见光的室内定位装置，包括：采集单元，用于调用智能终端的环境光传感器，利用不同的采样率分别对同一光源发出的可见光信号进行采集得到第一光信号和第二光信号；提取单元，用于从所述第一光信号和所述第二光信号中分别提取第一频率值和第二频率值；第一确定单元，用于根据所述第一频率值和第二频率值，从预先建立的频率坐标数据库中确定出目标频率；第二确定单元，用于确定所述目标频率在所述频率坐标数据库中对应的位置坐标为所述智能终端的位置坐标。在一种实施方式中，所述提取单元，具体用于对所述第一光信号进行快速傅里叶变换，并提取最大幅度信号所对应的频率值为所述第一频率值；对所述第二光信号进行快速傅里叶变换，并提取最大幅度信号所对应的频率值为所述第二频率值。在一种实施方式中，所述第一确定单元，具体用于根据所述第一频率值，从所述频率坐标数据库中选择满足以下条件的频率作为候选频率：根据所述第二频率值，从所述候选频率中选择满足以下条件的频率作为所述目标频率：其中：fa表示第一频率值；N为正整数；Sa为第一光信号对应的采样率；f′为所述频率坐标数据库中存储的可见光发射频率；fb表示第二频率值；f为候选频率；Sb为第二光信号对应的采样率。在一种实施方式中，本专利技术实施例提供的基于可见光的室内定位装置，还包括：映射单元，用于为用于进行室内定位的光源阵列中的每一可见光光源分配一可见光发射频率；针对每一可见光光源，建立该可见光光源的位置坐标与为其分配的可见光发射频率之间的对应关系；并将针对该可见光光源建立的对应关系添加至所述频率坐标数据库中。第三方面，提供一种计算装置，所述计算装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述任一基于可见光的室内定位方法所述的步骤。第四方面，提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一基于可见光的室内定位方法所述的步骤。采用上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点：本专利技术所述基于可见光的室内定位方法、装置和存储介质，利用智能终端中的环境光传感器使用单个光源即可完成智能终端的定位，由于无需增加额外的定位模块，从而降低了智能终端的硬件成本，另外，由于使用单个光源即可实现定位，降低了智能终端所需采集的数据量，从而降低了智能终本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于可见光的室内定位方法，其特征在于，包括：/n调用智能终端的环境光传感器，利用不同的采样率分别对同一光源发出的可见光信号进行采集得到第一光信号和第二光信号；/n从所述第一光信号和所述第二光信号中分别提取第一频率值和第二频率值；/n根据所述第一频率值和第二频率值，从预先建立的频率坐标数据库中确定出目标频率；/n确定所述目标频率在所述频率坐标数据库中对应的位置坐标为所述智能终端的位置坐标。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于可见光的室内定位方法，其特征在于，包括：
调用智能终端的环境光传感器，利用不同的采样率分别对同一光源发出的可见光信号进行采集得到第一光信号和第二光信号；
从所述第一光信号和所述第二光信号中分别提取第一频率值和第二频率值；
根据所述第一频率值和第二频率值，从预先建立的频率坐标数据库中确定出目标频率；
确定所述目标频率在所述频率坐标数据库中对应的位置坐标为所述智能终端的位置坐标。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述第一光信号和所述第二光信号中分别提取第一频率值和第二频率值，具体包括：
对所述第一光信号进行快速傅里叶变换，并提取最大幅度信号所对应的频率值为所述第一频率值；
对所述第二光信号进行快速傅里叶变换，并提取最大幅度信号所对应的频率值为所述第二频率值。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一频率值和第二频率值，从预先建立的频率坐标数据库中确定出目标频率，具体包括：
根据所述第一频率值，从所述频率坐标数据库中选择满足以下条件的频率作为候选频率：



根据所述第二频率值，从所述候选频率中选择满足以下条件的频率作为所述目标频率：



其中：
fa表示第一频率值；
N为正整数；
Sa为第一光信号对应的采样率；
f′为所述频率坐标数据库中存储的可见光发射频率；
fb表示第二频率值；
f为候选频率；
Sb为第二光信号对应的采样率。


4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，按照以下方法建立所述频率坐标数据库：
为用于进行室内定位的光源阵列中的每一可见光光源分配一可见光发射频率；
针对每一可见光光源，建立该可见光光源的位置坐标与为其分配的可见光发射频率之间的对应关系；并
将针对该可见光光源建立的对应关系添加至所述频率坐标数据库中。


5.一种基于可见光的室内定位装置，其特征在于，包括：
采集单元，用于调用智能终端的环境光传感器，利用不同的采样率分别对同一光源发...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔺博，吕慧超，黄河清，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司电子科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11