[发明专利]一种基于手机任意方向角度的单LED可见光通信室内定位方法

权利要求书

1.一种基于手机任意方向角度的单LED可见光通信室内定位方法，采用的定位系统包括单个LED灯，手机方向传感器，手机摄像头及手机定位软件app，其特征在于包括如下操作步骤：

1)、单个LED灯在照明的同时，通过驱动电路的控制发出按照特定方式编码的高频闪烁光，其编码对应该灯几何中心在室内空间坐标系(OXYZ)下的位置坐标(X₀，Y₀，Z₀)；

2)、手机定位软件app控制手机摄像头拍摄LED灯的图像，通过图像处理、解码得到LED灯发送的编码，查表获取LED灯几何中心在室内空间坐标系(OXYZ)下的位置坐标(X₀，Y₀，Z₀)；

3)、手机定位软件app自动获取由手机方向传感器测出的手机绕空间X、Y和Z方向的旋转角度，分别为绕空间X轴旋转的仰俯角α，绕空间Y轴旋转的翻转角β，绕空间Z轴旋转的水平朝向角γ，并根据基于手机任意方向角度的单LED灯室内定位算法，计算出手机端的实时位置坐标(X,Y,Z)，实现定位。

2.根据权利要求1所述基于手机任意方向角度的单LED可见光通信室内定位方法，其特征在于：所述步骤2)中手机定位软件app控制手机摄像头拍摄LED灯的图像，指手机可以在空间任意方向角度下由app控制摄像头拍摄LED灯的图像，并由app自动获取手机自带的方向传感器测量出此时手机的方向角度。

3.根据权利要求1所述基于手机任意方向角度的单LED可见光通信室内定位方法，其特征在于：所述步骤3)中基于手机任意方向角度的单LED灯室内定位算法，为一组基于任意方向单摄像头光学成像的定位公式：

设LED灯具几何中心在室内空间坐标系(OXYZ)下的坐标为(X₀，Y₀，Z₀)，LED灯具轮廓在X轴方向的两个端点为A、B，AB距离为D，手机摄像头焦距为f，摄像头像素平面中心点在像素平面坐标系(xoy)下的坐标为(x₀,y₀)，LED灯A、B端点在手机摄像头像素平面坐标系下的成像点的x方向坐标分别为x₁,x₂，手机绕X轴的旋转角度为α，绕Y轴的旋转角度为β，绕Z轴的旋转角度为γ，手机任意方向角度下LED灯图像中心在像素平面坐标系下的坐标为(imagex,imagey)，则手机摄像头距LED灯的垂直距离h及手机摄像头在室内坐标系下的坐标(X,Y,Z)分别为：

Z＝Z₀-h

用此公式计算可得到手机端摄像头在室内空间的实时精确坐标(X,Y,Z)。