[发明专利]一种基于可见光通信的移动目标实时定位方法

说明书

本发明涉及一种基于可见光通信的移动目标实时定位方法，属于无线通信技术领域。本发明提供的一种基于可见光通信的移动目标实时定位方法，采用蜂窝拓扑结构，将室内LED节点划分为多个小区，选取网络源中心节点通过竞争申请时隙段，LED按时隙发送光信号；终端自适应选取三个LED参考节点；采用RSS定位算法，根据接收光功率，计算LED参考节点到终端的传输距离；并采用均值模型对接收端光功率进行校正，最后通过LED参考节点的坐标和传输距离，计算终端的坐标，实现室内定位。该方法解决了帧长和LED节点数量过多的矛盾，最大程度上降低通信系统的等待时延，解决了LED光线遮挡及终端移动带来的信道衰减对于定位的影响，且具有低能耗、高精度、无电磁干扰等优点。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种基于可见光通信的移动目标实时定位方法。

背景技术

在大型室内停车场、商场等区域，室内定位技术具有广阔的应用前景，对移动终端进行定位，获取用户的行为数据，帮助用户指定线路及推送信息。

在户外，对位置信息的获取一般通过GPS全球定位卫星。GPS设备通过接收来自4个或4个以上的卫星信号来估计接收终端的当前位置，可实现精度较高的定位。GPS室内定位，由于墙壁对于信号的遮挡，定位误差通常达到数米至数十米。为了解决室内定位导航的问题，科技巨头和研究机构开展了大量的研究，如基于移动通信网络的辅助GPS(A-GPS)、伪卫星(Pseudolite)、无线局域网(WLAN)、射频标签(RFID)、Zigbee、蓝牙(Bluetooth，BT)、超宽带无线电(UltraWideBand，UWB)、红外定位、计算机视觉定位、地磁、超声波定位和LED可见光定位等，采用WLAN、红外线定位往往需要搭建复杂的定位设备，其能耗较高。

基于LED的可见光通信技术无需频段申请，解决了频谱资源紧张的问题，同时具有能耗低、安全性高、无需搭建复杂的室内通信设备的优势。基于可见光通信的室内定位技术中主要有指纹法、TOA(到达时间算法)、TDOA(到达时间差)、AOA(到达角度算法)以及RSS(接收信号强度)定位算法，指纹法需要根据不同的场景建立新的数据库，TOA与TDOA要求LED间严格的时钟同步，AOA需要部署图像传感器，RSS算法根据接收端光功率，计算传输距离最终得到终端的位置坐标。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于可见光通信的移动目标实时定位方法，将移动终端如手机等与大型室内环境相结合，具有低能耗、高精度、无电磁干扰等优点。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于可见光通信的移动目标实时定位方法，包括以下步骤：

步骤一，采用蜂窝拓扑结构，将室内LED节点划分为多个小区，每个小区内选取一个网络源中心节点，网络源中心节点向网关申请时隙段，按时隙发送光信号；其中，不相邻小区的可共享相同的时隙段；

步骤二，终端自适应选取三个LED参考节点；

步骤三，采用RSS定位算法，根据接收光功率，计算LED参考节点到终端的传输距离；

步骤四，通过LED参考节点的坐标和传输距离，计算终端的坐标。

进一步，所述LED节点采用时分复用进行信号传输。

进一步，所述步骤三还包括采用均值模型对接收端光功率进行校正。

进一步，所述三个参考节点构成等边三角形。

进一步，所述LED参考节点的光线被遮挡或终端移动时，原LED参考节点不满足设定的判决门限，终端在剩余的LED中重新选取参考节点，选取三个新的满足判决门限的LED参考节点。

进一步，所述LED节点采用时分复用进行信号传输具体包括以下步骤：