[发明专利]一种基于可见光通信的室内运动目标定位跟踪系统

权利要求书

1.一种基于可见光通信的室内运动目标定位跟踪系统，其特征在于，包括信号发送模块、距离测算模块和信号处理模块；

所述信号发送模块组成信号发送端，所述距离测算模块和所述信号处理模块相连组成信号接收端；

所述信号发送模块包括微控制器、调制器、光源驱动电路和LED阵列；所述微控制器与所述调制器相连，所述调制器与所述光源驱动电路相连，所述光源驱动电路与所述LED阵列相连；所述微控制器用于产生原始信息码元输入进所述调制器，所述调制器将所述原始信息码元为转化为信号强度信息输出给所述LED驱动电路，所述LED驱动电路将所述信号强度信息转化为LED明暗信号驱动所述LED阵列进行明暗变化；所述明暗变化通过空间信道传输进所述距离测算模块；

所述距离测算模块包含光电探测器、解调器和距离测算单元；所述光电探测器接收所述明暗变化并将其转化为电信号，将所述电信号传送至所述解调器恢复为所述信号强度信息，所述距离解算模块根据所述信号强度信息计算出信号发送端和信号接收端的距离数据；

所述信号处理模块接收所述距离测算模块输出的信号发送端和信号接收端的距离数据，并在RSS算法和最小二乘法对所述信号发送端和信号接收端的距离数据进行处理得到目标位置数据，使用卡尔曼滤波算法将所述目标位置数据进行融合处理得到目标精确定位。

2.根据权利要求1所述的一种基于可见光通信的室内运动目标定位跟踪系统，其特征在于，得到所述目标位置数据的具体步骤为：

所述LED阵列中第i个LED光源的坐标为(x_i,y_i)，其中i＝1,....,n，待定位目标的坐标为(x,y)，待定位目标到第i个LED光源的距离为d_i；每个LED光源形成一个圆形光照区域，以(x_i,y_i)为圆心、d_i为半径的3个以上圆形光照区域的交点为目标所在位置，d_i通过接收到的信号强度换算得到；所述LED光源的坐标、待定位目标的坐标以及待定位目标到LED光源距离的关系如公式(1)所示：

由公式(1)计算得到目标位置数据如公式(2)所示：

其中，

3.根据权利要求2所述的一种基于可见光通信的室内运动目标定位跟踪系统，其特征在于，使用所述卡尔曼滤波信号处理模块对目标位置数据进行处理的步骤包括：根据目标当前位置数据对目标下一时刻的位置进行预测得到预测位置数据，将所述预测数据与权值a相乘后的结果和所述目标位置数据与权值b相乘后的结果进行融合，并将融合后的结果输入滤波器进行滤波，每次滤波后更新所述权值a和权值b。