[发明专利]一种室内LED可见光定位方法、系统及装置

权利要求书

1.一种室内LED可见光定位方法、系统及装置，其特征在于：包括如下步骤

S1：室内设置LED光源并作为基站，分别对LED光源进行编码，使每个LED光源具有唯一的信标编码；

S2：通过LED光源的定位帧形成模块生成定位帧，所述定位帧包括测距脉冲、信标编码和坐标数据，所述测距脉冲包括前导码和周期脉冲，通过时分多址技术发送定位帧信号到定位终端；

S3：定位终端接收定位帧信号，定位终端解码定位帧信号后获取LED光源坐标、信标编码和时延差；

S4：利用双曲线定位算法确定待定位目标的坐标；

S5：通过相位法对待定位目标的坐标进行修正。

2.根据权利要求1所述的一种室内LED可见光定位方法、系统及装置，其特征在于：步骤S3中所述时延差为各基站到待定位终端的时间差。

3.根据权利要求1所述的一种室内LED可见光定位方法、系统及装置，其特征在于：步骤S4中所述双曲线定位算法的双曲线是以两基站距离之差为常量的一动点轨迹，并以这两定点为焦点而形成的双曲线。

4.根据权利要求1所述的一种室内LED可见光定位方法、系统及装置，其特征在于：步骤S5中所述相位差方法为相位-电压转换法。

5.一种室内LED可见光定位系统，其特征在于：包括

发送端，其包括同步模块、定位帧形成模块、信号调制模块、LED驱动模块和LED光源阵列；所述定位帧形成模块设置和储存各个LED光源所对应的定位帧，所述信号调制模块与LED驱动模块完成定位帧信号转换为可见光脉冲数字序列，每个LED光源分配唯一的信标编码；同步模块为各模块提供精准的时间基准，使各个模块协同工作，保证各个LED光源按照设定的时间间隔在分配的时隙周期地发送自己的定位帧；以及

移动定位终端，其包括激光测距模块、滤波及光电转换模块、信号处理及解码模块、基站优选模块、相位测量模块和定位计算模块；滤波及光电转换模块通过光滤波薄膜过滤杂散光对接收信号的影响，信号处理及解码模块对接收到的定位帧进行识别，得到所对应光源的编码、坐标、相对时延差等信息；通过基站优选模块排除信号质量差、多径效应影响明显、不能用于双曲线定位的基站及多基站共线情况的LED光源；相位测量模块对优选出的LED光源所发射的测距脉冲进行处理，得到它们之间的相位差和对应的时延差，从而对定位计算模块初步测量的距离差进行修正，提高对距离差的测量精度。激光测距模块完成对室内高度的精确测量，以减少定位计算工作量，提高定位速度；定位计算模块完成对优选光源的距离差的初测和修正，利用定位计算模块得出的位置坐标。

6.根据权利要求5所述的一种室内LED可见光定位系统，其特征在于：所述LED光源阵列设置于室内吊顶平面，非共线LED光源数量大于等于3个。

7.根据权利要求5所述的一种室内LED可见光定位系统，其特征在于：定位计算模块定位中算法包括最小二乘法、卡尔曼滤波法和粒子滤波法。

8.一种室内LED可见光定位装置，其特征在于：包括

发送端装置，其设置在室内平面天花板上，其包括其包括同步模块、定位帧形成模块、信号调制模块、LED驱动模块和LED光源阵列；所述以LED光源阵列通过所述LED驱动模块与所述信号调制模块连接，定位帧形成模块与所述定位信号调制模块连接，同步模块分别与所述定位帧形成模块、信号调制模块、LED驱动模块连接；以及

移动定位装置，其设置在所述发送端装置下方，其包括激光测距模块、滤波及光电转换模块、信号处理及解码模块、基站优选模块、相位测量模块和定位计算模块；所述定位计算模块分别与所述激光测距模块、基站优选模块连接，所述基站优选模块通过信号处理及解码模块与所述滤波及光电转换模块连接；所述定位计算模块还通过相位测量模块与所述基站优选模块连接；所述激光测距模块和滤波及光电转换模块均设置在所述移动定位装置上方，所述滤波及光电转换模块包括透镜组及滤波薄膜。

9.根据权利要求8所述的一种室内LED可见光定位装置，其特征在于：所述LED光源阵列呈蜂窝结构分布在室内平面天花板上。