[发明专利]一种基于最大似然估计的可见光定位系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于最大似然估计的可见光定位系统及方法，所述系统包括三个发射端、信道和接收端，所述每个发射端包括正弦波发生模块、OFDM发射端模块、数‑模转换模块、LED驱动器和一盏LED灯具；所述信道为室内光信道，每盏LED灯具发射的光信号通过信道传输到接收端的PIN光电检测器；所述接收端包括PIN光电检测器、放大滤波电路、OFDM接收端模块、模‑数转换模块和最大似然估计模块；所述正弦波发生模块、OFDM发射端模块、数‑模转换模块、LED驱动器和LED灯具依次连接；所述PIN光电检测器、放大滤波电路、OFDM接收端模块、模‑数转换模块和最大似然估计模块依次连接。本发明能够更加精确地测量发射端和接收端的距离，达到了精确定位的效果。

主权项

一种基于最大似然估计的可见光定位系统，其特征在于：所述系统包括三个发射端、信道和接收端，所述每个发射端包括正弦波发生模块、OFDM发射端模块、数‑模转换模块、LED驱动器和一盏LED灯具；所述信道为室内光信道，每盏LED灯具发射的光信号通过信道传输到接收端的PIN光电检测器；所述接收端包括PIN光电检测器、放大滤波电路、OFDM接收端模块、模‑数转换模块和最大似然估计模块；所述正弦波发生模块、OFDM发射端模块、数‑模转换模块、LED驱动器和LED灯具依次连接；所述PIN光电检测器、放大滤波电路、OFDM接收端模块、模‑数转换模块和最大似然估计模块依次连接；所述正弦波发生模块产生不同频率的正弦波数据传输给OFDM发射端模块，OFDM发射端模块中，串并转换模块先将单路串行数据流变换成多路并行子数据流，在信道的正交子信道中传输，预均衡模块对子数据流进行预均衡，然后IFFT模块基于IFFT算法对数据流进行调制，由加循环前缀模块使子数据流保持良好的正交性，最后由并串转换模块将多路并行子数据流转换回单路串行数据流后，经过数‑模转换模块将数字信号转换为模拟信号，模拟信号传输给LED驱动器，从而驱动LED灯具发射出光信号；所述PIN光电检测器同时检测三盏LED的光信号，并将其转化为电信号，对每盏LED的光信号分别处理；放大滤波电路分别对电信号进行放大滤波；所述OFDM接收端模块中，串并转换模块先将单路串行数据流变换成多路并行子数据流，移除循环前缀模块对子数据流进行移除循环前缀，然后FFT模块基于FFT算法对数据流进行正交解调，解调后通过后均衡模块，对数据流后均衡处理，最后由并串转换模块将多路并行子数据流变换回单路串行数据流，输出数据流给模‑数转换模块，将模拟信号转换为数字信号，将数字信号传输给最大似然估计模块，最大似然估计模块先由PIN光电检测器得到每盏LED的光从发射端到接收端所用的时间，再利用渐进最优的最大似然估计得到每盏LED到接收端的距离d，通过TDOA算法，利用三盏LED得到最终定位坐标。