[发明专利]一种可见光通信中设备定位方法及系统

说明书

本发明实施例提供一种可见光通信中设备定位方法及系统，其中，所提供的方法包括：获取相机在可见光通信中产生的信号图像，对所述信号图像进行预处理，获得特征图像；将所述特征图像输入训练好的神经网络中，获得所述相机的三维位置信息；其中，所述相机的三维位置信息包括但不限于相机位置信息和相机倾角中的一项或多项的组合。本发明实施例提供的方法及系统，采用训练好的神经网络对可见光通信系统中的相机进行定位，与传统的几何方法对比，在相同分辨率下，可以实现更高的定位精度，同时受相机高度的影响较小。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种可见光通信中设备定位方法及系统。

背景技术

随着移动通信用户爆炸增长，传统的射频通信已经逐渐无法满足通信需求，而可见光通信(Visible Light Communication，VLC)由于其高速率、低功耗、高安全性和较强适用性，引起了广大科研人员的关注。在室内通信、车辆通信、物联网等短距离通信场景中，可见光通信都拥有巨大潜力。在这些通信场景中，基于定位的服务(Location-Base Service，LBS)需求越来越多，如智能驾驶、室内导航、行为检测等。由于可见光通信过程中主要通过LOS径传输信号，且其接收机(光电二极管、相机等)能获得比传统射频通信更准确的信号入射角信息，所以在可见光通信过程中获取终端位置是一个研究热点。

传统的可见光通信采用了与射频通信相似的定位方法：利用自由空间内可见光通信信道模型，通过接收信号强度(Received Signal Strength，RSS)估计LED信源与接收机的距离，然后通过三边定位的方法求得接收机位置；由于光通信中主要通过LOS径传输，利用信号到达时间(Time of Arrival，TOA)或信号到达时间差(Time Difference ofArrival，TDOA)得到LED信源与接收机的距离或距离差，再通过三边定位即可获得接收机位置。但这种传统定位方法并没有利用可见光通信中信号到达角估计准确的优势，于是通过信号到达角的几何约束判断接收机位置的方法被提出。

由于现在的移动智能终端大多配有照相机或摄像机(汽车、手机、笔记本电脑、平板电脑等)，且相机对于光信号的入射角估计十分准确，于是通过获取已知位置的LED信源在相机感光板上的成像坐标，可以很容易计算出光信号的入射角。一个已知位置的LED信源和其像点坐标就会对相机倾角有一个约束，通过这样的三个LED就可以获得三个角度约束，进一步能通过数值方法求解出相机位置。但是由于目前相机大多数为数字相机，难以准确获取LED的像点坐标，于是当相机分辨率较低或距离LED信源太远时难以获取准确位置甚至无法获得位置估计，同时定位精度还会受到相机焦距、镜头屈光度等参数的影响。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种可见光通信中设备定位方法及系统。

第一方面，本发明实施例提供一种可见光通信中设备定位方法，包括：

获取相机在可见光通信中产生的信号图像，对所述信号图像进行预处理，获得特征图像；

将所述特征图像输入训练好的神经网络中，获得所述相机的三维位置信息；

其中，所述相机的三维位置信息包括但不限于相机位置信息和相机倾角中的一项或多项的组合。

其中，所述方法还包括：获取若干相机在可见光通信中产生的特征图像以及相机对应的位置信息，构建训练样本集；通过所述训练样本集对预设的神经网络进行训练，获得所述训练好的神经网络。

其中，所述获取若干相机在可见光通信中产生的特征图像以及相机对应的位置信息，构建训练样本集的步骤，还包括：获取LED的位置信息以及LED的功率信息，采用相机仿真系统构建训练样本集。