[发明专利]一种基于可见光标签的室内定位方法

摘要

本发明涉及一种基于可见光标签的室内定位方法，属于无线通信技术领域。本发明方法基于可见光通信，发射端通过控制LED阵列发射具有定位码型的可见光信号，使位于室内的用户从接收到的光信号解析出其所在的位置。每个LED具有唯一的ID号，设计LED循环发送的定位数据帧结构，加载到LED驱动放大电路上，驱动LED灯阵列发出数据光信号；探测器在识别帧头的同时将用户定位于光功率最大的子小区。本方法无需频段申请、无电磁干扰、绿色安全，基于可见光LED定位的精度更高。另外，在可见光LED通信的同时还可以对室内场景中进行绿色照明，通过现有的照明灯进行室内可见光通信的定位，无需另外架设可见光光源，方便地实现室内的定位。

主权项

1.一种基于可见光标签的室内定位方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤一、在室内天花板上安装一个LED灯阵列；所述LED灯阵列由LED灯以等边三角形的分布方式向四面拓展而成，阵列中多个等边三角形的辐照将室内空间分成多个三棱柱空间，每个三棱柱空间称为一个空间单元，其对应的3个LED灯安装在每个空间单元的顶面；所述以等边三角形的分布方式具体为：三个LED灯分别位于等边三角形的三个顶点，以其中任意两个顶点为相邻等边三角形的顶点，找到相邻等边三角形的第三个顶点，安装一个LED灯，形成三个新的等边三角形；再在新的等边三角形基础上，继续以此方法扩展，形成以等边三角形为单元的平面LED灯阵列；步骤二、对每个LED编号，记作其中下标(x,y)表示LED在室内的横纵坐标，横纵坐标能通过编码转换成LED的ID号，i表示LED的发光时隙；每个LED具有唯一的ID号；步骤三、根据步骤二得到LED编号，设计LED循环发送的定位数据帧结构，定位数据帧由帧头和定位时段组成；帧头用于从接收的串行数据中提取定位时段；定位时段分成三个时隙，记作时隙1，时隙2和时隙3；定位时段标志了LED灯发光的时隙，定位时段的取值标志了LED灯的位置；在一个空间单元中，3个LED的时隙不同；为属于第i个时隙的LED，记作LED-TSi，表示在第i个时隙内发射自己的LED-ID，其他时隙都为0；每个空间单元中LED的LED-ID以时分复用的形式加载到LED发射的光信号中，形成数据光信号；步骤四、室内用户携带探测器，探测器所在平面作为参考面，探测器接收所在空间单元的LED发射的数据光信号，忽略其他LED对探测器的干扰；在接收的串行数据中识别帧头，两帧数据的帧头之间即为定位时段；与探测器相连的上位机检测定位时段的每个比特宽度功率大小来判断接收的是0码还是1码，得到定位时段每个比特的码型，再根据定位时段中每个时隙的比特位数划分出每个时隙对应的LED-ID；通过三个不同时隙的LED-ID将用户定位到由这三个LED编号对应的三角形区域内；步骤五、将等边三角形小区进行细分，具体方法为：在等边三角形内部，由等边三角形中线和边围成的三个等面积四边形子小区；步骤六、探测器在识别帧头的同时，探测得到三个LED灯的光功率，比较接收的三个LED灯的光功率，将用户定位于光功率最大的子小区，若某两个时隙的光功率相同则将用户定位到这两个时隙对应的子小区的交界处；步骤七、探测器的输出经放大和模数转换后，得到待处理的数据信号，透明传输至接收端的上位机；接收端的上位机根据步骤四、六所获取的用户位置信息，再将此信息以无线网络上传至服务器，服务器控制发射端发送的数据帧内容。