[实用新型]一种室内可见光视觉定位系统

说明书

本实用新型公开了一种室内可见光视觉定位系统，包括发射端、移动设备接收端、以及定位服务器，所述发射端包括交直流转换模块、控制信号发生模块、LED驱动电路、以及LED灯具；所述移动设备接收端包括图像采集模块、信号处理模块、以及显示模块；所述控制信号发生模块包括微控制器和调制器，通过发射端完成对LED灯具ID的调制；所述移动设备接收端的图像采集模块对LED灯具发射的光信号进行图像采集，并通过信号处理模块进行解码操作得到LED灯具的ID码，再通过该ID码与定位服务器进行验证获得对应的LED灯具位置信息，结合接收角度定位算法得到移动设备接收端的方位信息。本实用新型能够增加解调可见光信号的距离，提高可见光定位系统的精度。

技术领域

本实用新型涉及可见光通信技术，特别涉及一种室内可见光视觉定位系统。

背景技术

可见光通信是一项在基础公共照明设施上增加数据传输功能就可以搭建无线通信网络的技术，与传统的无线通信技术相比，可见光通信技术具有带宽资源丰富、不受电磁干扰等优点。由于受到多径效应和路径损耗的影响，传统的GPS导航定位并不能满足人们对于定位精度的要求。其他基于蓝牙、WIFI、超声、红外的室内定位系统，也由于定位精度和安装成本的问题，并未得到大范围应用。

可见光定位是一项提高室内定位精度的技术，室内照明灯具将信标节点附加到光源上发送出去，接收端接收识别光信号解析出灯具发送的身份识别信息，并利用相应定位算法完成定位。与其他定位技术相比，可见光定位具有定位精度高、兼顾照明与定位的优点。

本文可见光定位系统接收端采用CMOS图像传感器获取光信号形成不同明暗条纹宽度的图像，图像中明暗条纹宽度取决于光源的闪烁频率，通过检测出条纹数目以及条纹宽度得到光源频率，进而得到灯具的ID信息，最终利用相应定位算法实现移动端的定位。这种定位系统存在明显的弊端：如果移动端与LED光源之间的距离变大时，条纹的清晰度被严重破坏，常规方法将无法很好的检测出条纹，进而定位精度严重下降。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种室内可见光视觉定位系统，能够有效克服现有基于摄像头可见光定位系统中背景光扰动影响定位稳定性以及识别检测亮暗条纹精度差的问题。

为实现以上目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种室内可见光视觉定位系统，包括发射端、移动设备接收端、以及定位服务器，其特征在于，所述发射端包括交直流转换模块、控制信号发生模块、LED驱动电路、以及LED灯具；所述移动设备接收端包括图像采集模块、信号处理模块、以及显示模块；

所述交直流转换模块用于将来自电源的交流电转换成直流电；所述控制信号发生模块包括微控制器和调制器，所述微控制器用于将LED灯具的ID编号转化成数字信号并发送给调制器，所述调制器根据微控制器发送的数字信号决定是否向驱动电路提供电流，从而完成对LED灯具ID的调制；所述LED驱动电路为LED灯具的照明提供恒流信号；所述移动设备接收端中的图像采集模块用于捕捉具有亮暗条纹的图像；所述信号处理模块用于对图像采集模块采集的数字图像进行解码操作得到LED灯具唯一的ID码；所述移动设备接收端将所述ID码发送到定位服务器上，所述定位服务器对所述ID码做识别并将该ID码对应的LED灯具位置信息发送给移动设备接收端；移动设备接收端再结合基于相机的接收角度定位算法得到移动设备接收端的方位信息，从而实现移动设备接收端的定位。

作为优选的技术方案，所述移动设备接收端包括图像采集模块、信号处理模块、以及显示模块；所述图像采集模块包括CMOS图像传感器和A/D转化模块；所述信号处理模块为数字信号处理器DSP和中央处理器CPU；所述显示模块为显示屏；所述CMOS图像传感器、A/D转化模块、数字信号处理器DSP、以及显示屏与中央处理器CPU之间通过硬件电路进行电气连接，并由所述中央处理器CPU进行控制；