[发明专利]基于谱估计检测的可见光室内定位方法、系统及计算机可读介质

说明书

本发明公开了一种基于谱估计检测的可见光室内定位方法、系统及计算机可读介质，搭建可见光室内通信链路系统模型；建立包含直射视距链路LOS与一阶反射链路NLOS的LED信道漫反射模型；在LED信道漫反射模型的基础上，设定LED的安装间距并划分定位区域，构建室内VLC定位系统信道模型；在定位区域选取若干定位点，基于谱估计检测方法进行多光源信号分离，获取不同光源信号功率值，并将获取的各个定位点不同光源信号的功率值及其标定坐标存入数据库；将数据库存储的数据作为神经网络训练数据集，构建并训练可见光室内定位神经网络模型，利用训练完成的可见光室内定位神经网络模型进行可见光室内定位，实现复杂室内环境的精确定位。

技术领域

本发明属于可见光室内定位技术领域，涉及一种基于谱估计检测的可见光室内定位方法、系统及计算机可读介质。

背景技术

随着可见光通信技术的逐渐成熟和室内定位相关应用的研究深入，室内定位技术受到国内外研究者越来越广泛的关注，统计发现，人类超过一半的活动是在室内进行，诸如图书馆、医院、超市和地下停车场等大型室内场所的定位导航服务需求日益增多。尽管现今普遍存在许多基于无线通信的室内定位技术，例如WIFI定位、红外线定位、超声波定位、蓝牙定位、超宽带定位等，但是大多数无线信号在定位过程中会受到电磁干扰和多径衰落的影响，使系统定位精度得不到保障，同时设备能耗较高，有一定的局限性。利用可见光进行室内定位是一种新型室内定位技术，它将照明与通信相结合，频谱资源丰富且不受电磁干扰，具有传统无线射频通信不可比拟的优势，近年来已经成为无线通信领域一个新的研究热点，虽然现阶段可见光室内定位技术还处于起步阶段，但随着可见光通信技术的发展，可见光室内定位行业近几年也发展迅速，并被讨论作为第五代移动通信系统的室内接入方式之一，具有非常广阔的应用前景。

按照接收机类型的不同，可见光通信(VLC)室内定位技术可分为两大类，分别是基于图像传感器(IS)的成像室内定位技术和基于高精度光电探测器(PD)的室内定位技术。基于图像传感器(IS)的室内定位方法估计的精度与实际器件的测量精度有关，器件成本较高且只适合室内静止或者缓慢移动的物体定位。在采用光电探测器(PD)定位时，基于到达角度(Angle ofArrival，AOA)、到达时间(TimeofArrival，TOA)和接收信号强度(ReceivedSignalStrength，RSS)的算法属于传统的定位算法。其中，基于RSS的定位算法以其理论实现简单、移植性强等优点被广泛使用，但其在保证照明的前提下各光源信号叠加无法进行精确的光源信息分离，难以实现复杂室内环境的精确定位。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于谱估计检测的可见光室内定位方法、系统及计算机可读介质，以解决现有基于RSS的定位算法在保证照明的前提下各光源信号叠加无法进行精确的光源信息分离，难以实现复杂室内环境的精确定位的问题。

本发明实施例所采用的第一技术方案是：基于谱估计检测的可见光室内定位方法，按照以下步骤进行：

步骤1、搭建可见光室内通信链路系统模型；

步骤2、建立包含直射视距链路LOS与一阶反射链路NLOS的LED信道漫反射模型；

步骤3、在LED信道漫反射模型的基础上，设定LED的安装间距并划分定位区域，构建室内VLC定位系统信道模型；

步骤4、在定位区域选取若干定位点，基于谱估计检测方法进行多光源信号分离，获取不同光源信号的功率值，并将获取的各个定位点不同光源信号的功率值及其标定坐标存入数据库；

步骤5、将数据库存储的数据作为神经网络的训练数据集，构建并训练可见光室内定位神经网络模型，并利用训练完成的可见光室内定位神经网络模型进行可见光室内定位。

本发明实施例所采用的第二技术方案是：基于谱估计检测的可见光室内定位系统，包括多个LED灯和光电探测器，还包括：

存储器，用于存储可由处理器执行的指令；