[发明专利]一种基于LED半功率角的VLC混合室内定位方法

说明书

本发明提出一种基于LED半功率角的VLC混合室内定位方法。其中，所述方法为：待定位节点PN处于已布设若干LED光源S₁、S₂…S_N(不少于3个)的VLC室内定位模型中任意位置，首先PN利用自身天线测量来自房间模型中不同LED光源的信号到达角θ₁、θ₂…θ_N。由于LED半功率角理论值为因此当PN处于LED半功率角边界范围时，到达角θ＝π/6。然后，从到达角θ₁、θ₂…θ_N中选出(π/6，π/2]范围内最大的三个值，设其分别对应的LED光源为S₁、S₂、S₃，则可利用S₁、S₂、S₃已知坐标和SAHP‑RSS算法计算出PN坐标值(x，y，z)。其次，如果到达角θ₁、θ₂…θ_N中在(π/6，π/2]范围内不满足至少三个值，则从θ₁、θ₂…θ_N中随机选取两个值θ₄、θ₅，设其分别对应的LED光源为S₄、S₅，再根据θ₄、θ₅值和S₄、S₅已知坐标，利用AOAD算法计算出PN坐标值(x，y，z)。最后，若PN位置改变，则重复进行上述步骤即可完成定位。

技术领域

本发明涉及VLC室内定位算法，具体涉及一种基于LED半功率角的VLC混合室内定位方法。

背景技术

随着通信网络技术的快速发展，人们对位置服务的需求逐渐增大。据统计，人们80％的时间都活动在家庭、办公室等室内环境下，因此室内定位的需求越来越迫切。目前，全球定位系统(GPS)在定位领域发挥着重要作用。但由于室内环境下难以接收GPS卫星信号，导致GPS并不适用于室内定位。可见光通信(VLC)技术是利用白光LED承载的高频明暗闪烁信号来实现数据高速传输的一种新型绿色通信技术，基于VLC的室内定位系统受到的多径效应的干扰少，定位精度更高。2011年，国家公布了淘汰白炽灯路线图，LED将成为下一代照明技术，因此研究基于LED的VLC室内定位技术具有重要的意义。

目前，国内外学者均已对VLC室内定位展开研究。2008年Yoshino M等人提出一种利用图像传感器的方法实现VLC室内三维空间定位，定位误差小于1.5m。2011年Kim H S等人提出一种基于载波分配的VLC定位方法，将定位误差降低到6cm。国内，2015年吴楠等人提出利用多个LED发射端实现定位的方法，该方法的定位误差可达3.5cm。同年王旭东等人提出一种质心加权的改进TDOA定位算法，在信噪比(SNR)为2dB条件下，平均定位误差为3cm。

现有的VLC室内定位方法在减小定位误差方面有了一定的改进，却并没有充分利用LED自身特点，且现有算法复杂度高、不易于实现。

发明内容