[发明专利]一种基于颜色空间强度分布的室内可见光定位方法

说明书

本发明公开了一种基于颜色空间强度分布的室内可见光定位方法，属于室内可见光定位领域；具体为：首先划分某室的灯组区域，构成区域排布图；然后，定义每个区域特征值，并进行各区域的行列命名，构造区域码与特征值的映射表；总控制器对各区域以及各行列进行红绿蓝三色的光强变化控制；用户在待测位置首先根据蓝光色路确定所属的具体区域；然后，分别接收绿光光强测量值和红光光强测量值；根据颜色空间的强度变化特性，计算待测位置与各区域第一行第一列灯组之间的横向距离以及纵向距离；根据映射表对比匹配定位出用户的具体位置。本发明通过将颜色空间的光强信息蕴含位置信息，以实现室内可见光环境下快速便捷定位，具有很强的可操作性。

技术领域

本发明属于室内可见光定位领域，具体是一种基于颜色空间强度分布的室内可见光定位方法。

背景技术

随着无线技术和移动互联的发展，为了满足室内环境下的定位导览、公共安全及应急响应、社交和市场推广等诸多需求，室内定位的重要性日益突显。除应用范围较广的卫星定位技术和蜂窝定位技术外，WIFI、蓝牙、红外、超宽带和RFID等定位技术在室内定位方面具有相当多的应用。

室内可见光定位技术，作为可见光通信技术在室内定位领域的应用，在利用现有室内照明设备的基础上进行拓展实现定位功能，对系统和环境负担较轻，具备非常良好的发展前景。

现有技术中室内定位算法方面，大致分为基于测距和测距无关两大类。基于测距的基本方法有使用三边测量法、三角测量法或最大似然估计法，利用到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、到达角(AOA)和接收信号强度(RSSI)等信息实现定位。测距无关的算法则根据网络对通性等信息加以实现，有质心算法和近似三角形内点测试法等。

基于测距的室内定位算法利用的是待测点与多个观测点在不同距离下的参数计算出距离，从而得出待测点的具体定位结果。如利用接收信号强度的方法需要建立庞大的数据库或根据环境得出的稳定复杂的衰减建模公式来进行定位，利用到达时间或到达时间差的方法需要待测点准确接收到至少三个已知观测点发送的带有时间信息的信号来实现定位，利用到达角的方法则需要极高的发射接收精度用以角度测量从而实现定位。这些方法的测距特性导致系统对观测精度的要求较高，受环境影响较大，且在定位平面上位置与距离的映射关系比较复杂。

对于测距无关的室内定位算法，如质心算法和近似三角形内点测试法，是通过几何理论来定位的方法，算法依赖于众多理论基础。若是网络中节点数目不足或节点既有情况不好，如存在节点分布不规律等问题，则会使定位方法在定位精度上存在很大的误差，定位精度下降，甚至于无法完成定位，不利于推广和使用。

发明内容

本发明针对上述提出的测量过程中待测点和观测点之间对测量数据的精度需求很高的问题，以及由实测值进行算法映射算出具体定位结果的过程太过复杂，提出了一种基于颜色空间强度分布的室内可见光定位方法，简单易部署，定位速度快且精度高；通过协同控制多路可见光光源的发射码型，在整个空间区域内构造颜色空间强度分布以实现室内可见光环境下快速便捷定位。

所述的基于颜色空间强度分布的室内可见光定位方法，具体步骤如下：

步骤一、针对某室，根据室内环境和用途将LED所在平面分为大小相等的方形区域，每个区域均匀排布相同数量的灯组；

首先，根据用户所需的光照亮度以及LED的规格划分区域的数量以及区域内的灯组数量；

每个区域包含M×N个LED灯组，第m行第n列灯组表示为L_m,n，每个LED灯组均包含红绿蓝三个色路；每个色路上串联若干个形状规律均匀排布的RGB-LED灯珠；每个区域的M行N列结构相同，组成区域灯组阵列，每个色路分别视为点光源，行列相邻灯组间距离为D，阵列边缘的灯组离此区域边界距离为D/2；

步骤二、对每个区域按顺序进行编号，并二进制转换成区域码CI，每个区域对应唯一的区域码，构成区域排布图；