基于可见光通信的室内定位方法和定位系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于可见光通信的室内定位方法和定位系统，方法包括步骤：将LED灯组的ID进行格雷编码；将编码后的比特进行组帧后得到ID信号，所有LED灯同时同频发送各自的ID信号；将所有ID信号转换为电流信号控制LED的发光强度，将电流信号调制到可见光域进行传输；接收端接收可见光信号，用光电转换器转换为电信号后进行定位判断。本发明具有如下优点：解决了在多灯照射下，光电转换器无法将两灯信号分开识别从而导致许多比特模糊，无法识别的问题。
【专利说明】
基于可见光通信的室内定位方法和定位系统
技术领域
[0001]本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于可见光通信的室内定位方法和定位系统。
【背景技术】
[0002]随着通信技术的高速发展，有限的频谱资源逐渐难以满足无限的业务需求，探索新的频谱资源势在必行。
[0003]可见光通信技术是基于发光二极管(LED)照明技术发展起来的一种使用可见光波段的光作为信息载体的新兴无线通信技术。与传统的无线通信技术相比，可见光通信技术具有无电磁辐射、保密性、带宽高、发射功率高，保密性好等特点，因此可见光通信技术在无线通信领域有着广阔的发展前景。
[0004]位置服务是人们日常生活中经常使用的服务，随着技术的进步，人们对定位精度的要求越来越高。同时，人们有80%以上的时间在室内活动，70%以上的通信量来自室内，需要有满足高精度定位需求并且廉价方便，易于推广的技术。
[0005]由于室内环境比较复杂，传统的卫星导航定位不能满足室内定位的需求，而其他目前的商业级应用因用户体验和成本等原因，没有成为室内定位的有效解决方案。
[0006]基于可见光通信的室内定位技术被寄予了较高的期望，LED照明的大量应用，使得该技术的推广具备了条件。LED能够同时起到照明和通信的作用，从一定程度上降低了该技术的成本。
[0007]基于LED-1D的定位方法是一种简单易行的定位方法，该方法将与位置相关的ID数据加载到不同LED光源上，接收终端通过对ID数据的处理实现被动定位。接收终端一般可以使用PIN光电检测器接收光信号，并检测光信号强度，转换为电信号。通过这种方法接收LED发送的信号在同时被多灯照射时，就无法判断接收到的比特，两路信号互相干扰，无法接收到正确的ID信息。而通过成像方法需要摄像头的辅助，十分不方便;干扰消除的算法也十分麻烦。
【发明内容】
[0008]本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
[0009]为此，本发明的第一个目的在于提出一种基于可见光通信的室内定位方法。
[0010]本发明的第二个目的在于提出一种基于可见光通信的室内定位的装置。
[0011]为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种基于可见光通信的室内定位方法，包括以下步骤:S1:将LED灯组的ID进行二进制格雷编码；S2:将编码后的比特进行组帧后得到ID信号，所述LED灯组中所有LED灯同时同频发送各自的ID信号;S3:将所有ID信号采用OOK调制方式，转换为电流信号控制LED的发光强度，将电流信号调制到可见光域进行传输;S4:接收端接收可见光信号，用光电转换器转换为电信号后进行定位。
[0012]根据本发明实施例的基于可见光通信的室内定位方法，解决了在多灯照射下，光电转换器无法将两灯信号分开识别从而导致许多比特模糊，无法识别的问题。
[0013]另外，根据本发明上述实施例的可见光定位的LED灯ID编码、解码方法，还可以具有如下附加的技术特征:
[OOM]进一步地，在步骤S4中，定位的过程进一步包括:如果所述接收端接收的ID信号中均无模糊比特，则判定接收端在对应ID的LED灯的照明范围内；如果接收的ID信号中存在模糊比特，则判定接收端在除模糊比特外对应ID的LED灯集合的联合照明范围内；其中，所述模糊比特的判定方式为接收信号的强度在预设的范围内。
[0015]进一步地，在步骤SI中，相邻LED灯的ID仅有一个比特不同。
[0016]进一步地，相邻LED灯呈线形排列或呈矩形排列或呈放射形排列。
[0017]进一步地，在步骤SI中，所述LED灯组成矩形排列，所述LED灯组的ID中部分比特表示横向坐标，剩余比特表示纵向坐标，相邻LED灯只在横向坐标或纵向坐标上相差I比特;或所述LED灯组成放射形排列，所述LED灯组的ID中部分比特表示幅向坐标，剩余比特表示径向坐标，相邻LED灯只在幅向坐标或径向坐标上相差I比特
[0018]进一步地，在步骤S2中，由同一晶振产生时钟同时控制所有LED灯同频。
[0019]进一步地，在步骤S2中，所有LED灯由供电交流电的工频信号进行同时同频。
[0020]进一步地，在步骤S5中，对所述接收的ID信号进行比特判定前，还进行多帧平均。
[0021]进一步地，在步骤S2中还包括:对ID信号进行纠错编码或校验编码。
[0022]为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种基于可见光通信的室内定位的装置，包括:ID编码模块，用于将LED灯组的ID进行二进制格雷编码;信号组合模块，用于将编码后的比特进行组帧后得到ID信号;信号转发模块，用于将每帧信息采用OOK调制方式转换为电流信号控制LED的发光强度，将电流信号调制到可见光域进行广播式传输，其中，所述LED灯组中所有LED灯同时同频发送各自所述ID信号;信号接收模块，用于接收可见光信号，并通过光电转换器件转换为电信号处理;确定位置判定模块，用于判定接收端所在的确定位置，如果所述接收端接收的ID信号的所有比特均无模糊，则判定接收端在对应ID的LED等的照明范围内，否则若接收端接收的ID信号存在比特模糊，使用模糊位置判定模块判定位置；以及模糊位置判定模块，用于判定所述接收端所在的模糊位置，如果所述接收端接收的ID信号存在若干比特模糊，则判定接收端在除模糊比特外对应ID的LED灯集合的联合照明范围内；如果所述接收端所有比特均无模糊，使用确定位置判定模块判定位置。
[0023]根据本发明实施例的基于可见光通信的室内定位的装置，解决了在多灯照射下，光电转换器无法将两灯信号分开识别从而导致许多比特模糊，无法识别的问题。
[0024]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0025]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0026]图1是本发明一个实施例的基于可见光通信的室内定位方法的流程图；
[0027]图2是本发明一个实施例的基于可见光通信的室内定位系统的结构示意图；
[0028]图3是本发明一个实施例的线形LED排列不意图；
[0029]图4是本发明一个实施例的矩形LED排列示意图；
[0030]图5是本发明一个实施例的放射性LED排列不意图。
【具体实施方式】
[0031]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0032]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“幅向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0034]参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0035]以下结合附图描述根据本发明实施例的基于可见光通信的室内定位方法。
[0036]请参考图1，一种基于可见光通信的室内定位方法，包括以下步骤:
[0037]S1:将LED灯组的ID进行二进制格雷编码。
[0038]具体地，根据格雷编码的方案设计LED的ID，在LED灯呈线形排列的情况，使每两个相邻的LED，ID之间只相差I比特;在LED灯呈矩形排列的情况，ID分为两部分分别表示横、纵坐标，这样也保证相邻的LED，ID之间只相差I比特;在LED灯呈放射形排列时，LED灯组的ID中部分比特表示幅向坐标，剩余比特表示径向坐标，相邻LED灯只在幅向坐标或径向坐标上相差I比特。
[0039]S2:将编码后的比特进行组帧后得到ID信号，LED灯组中所有LED灯同时同频发送各自的ID信号。
[0040]具体的，使用同一晶振产生时钟同时控制或由供电交流电的工频信号控制进行同步的方式来同步LED灯。
[0041 ] S3:将所有ID信号采用OOK调制方式，转换为电流信号控制LED的发光强度，将电流信号调制到可见光域进行传输。
[0042]S4:接收端接收可见光信号，并通过光电转换器件转换为电信号后进行定位。
[0043]具体地，使用PIN等光电转换器件来接收可见光信号。
[0044]在本发明的一个实施例中，在步骤S4中，定位判断的过程进一步包括:
[0045]如果接收端接收的ID信号中均无模糊比特，则判定接收端在对应ID的LED灯的照明范围内；如果接收的ID信号中存在模糊比特，则判定接收端在除模糊比特外对应ID的LED灯集合的联合照明范围内。其中，模糊比特的判定方式为接收信号的强度在预设的范围内，即介于第一阈值和第二阈值之间。在这里描述阈值的设定方式，阈值可以在确定的场景下，根据实际的场景进行测试，设定接受端判定的阈值;优选的，也可以通过接收端根据所收到的光信号强度，自动的选择阈值。
[0046]具体地，接收到的信号强度小于第一阈值该比特判定为O;接收到的信号强度大于第二阈值该比特判定为I，接收到的信号强度介于第一阈值与第二阈值之间该比特判定为模糊比特。本发明的实施例中，使用多帧平均来提高判定精度。如果没有模糊比特，且接收到的ID信号合法，即该ID可以找到对应的LED灯，则判定接收终端在该LED灯的照明范围内。
[0047]在呈线形排列的LED灯组的情况，通常最多只会出现I比特模糊，如果出现I比特模糊，则判断该比特为O和I的两个LED是否合法，如果只有一个合法，判定接收终端在该LED的照明范围内，如果两个均合法，则判定接收终端在这两个LED的联合照明范围内。
[0048]在呈矩形排列的LED灯组的情况，最多会出现2比特模糊，如果只出现I比特模糊和无模糊，按前文提到的情况运行;如果出现2比特模糊，则判读该2比特为O和I的共4个ID是否合法，如果仅有I个合法，则定位终端在该LED灯的照明范围内，如果有多于I个的ID合法，判定终端在这些LED的联合照明范围内。如果使用了校验和纠错编码等，校验位和监督位模糊，也是判定终端在两灯之间的一个依据。
[0049]请参考图2，一种基于可见光通信的室内定位系统，包括ID编码模块、信号组合模块、信号转发模块、信号接收模块、确定位置判定模块和模糊位置判定模块。
[0050]其中，ID编码模块用于将LED灯组的ID进行二进制格雷编码。
[0051]信号组合模块用于将编码后的比特进行组帧后得到ID信号。
[0052]信号转发模块，用于将每帧信息采用OOK调制方式转换为电流信号控制LED的发光强度，将电流信号调制到可见光域进行广播式传输。其中，LED灯组中所有LED灯同时同频发送各自所述ID信号。
[0053]信号接收模块用于接收可见光信号，并通过光电转换器件转换为电信号处理。
[0054]确定位置判定模块用于判定接收端所在的确定位置，如果所述接收端接收的ID信号的所有比特均无模糊，则判定接收端在对应ID的LED等的照明范围内；否则若接收端接收的ID信号存在若干比特模糊，使用模糊位置判定模块判定位置。
[0055]模糊位置判定模块用于判定接收端所在的模糊位置，如果接收端接收的ID信号存在若干比特模糊，则判定接收端在除模糊比特外对应ID的LED灯集合的联合照明范围内；如果所述接收端所有比特均无模糊，使用确定位置判定模块判定位置。
[0056]为使本领域技术人员进一步理解本发明，将通过以下实施例进行详细说明。
[0057]实施例1
[0058]本实施例给出本发明提出的基于可见光通信的室内精确定位中LED-1D编码呈线性排列，无纠错编码的具体应用。
[0059]如图3所示，图中示意了格雷编码来设计ID的方案，LED信号源呈线性排列安装在某走廊天花板上，每个LED的ID预先根据格雷编码设计好，使得每两个相邻的LED灯之间，其ID只相差一个比特，各自存储在一个只读存储器中。通过一个微控制器来根据预先设好的程序，读取20位长的ID，在ID中避免出现连续的4个以上的O或I，平均分成4块，每块与块序号(00，01，10，11)组合起来，再将帧头(11110000)加在前面组成完整的一帧，使用OOK调制方案，最后与LED连接，控制LED的亮度，从而将预先设计好的ID广播式发送。
[0060]由同一晶振产生时钟同时控制或由供电交流电的工频信号控制进行同步，所有LED是同步发送的。
[0061]用户手持接收终端站在灯下，由终端的PIN光电检测器接收光信号，并检测光信号强度，转换为电信号。使用两个足够大的窗来检测得到的电信号，仅当两个窗全部匹配时(11110000)，才判定找到了帧头。对接收到的信号比特进行判决前，采用多帧平均的方法，并设立两个阈值，小于第一阈值的比特，判定为0，大于第二阈值的比特，判定为1，介于第一阈值和第二阈值之间的比特，判定为模糊。
[0062]在LED线性排列，且为主要照明光源的情况下，接收到的ID信息，通常至多有一比特的信息模糊。接收到的数据，有以下两种情况:
[0063 ] 1、无模糊比特:在数据库中查找对应ID的LED的位置信息，如果找到对应的LED，则判定接收终端在该LED照射的范围内，如果没有找到，则判定该次定位失败，重新接收位置
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[0064]2、有模糊比特:如果D信息的比特有且仅有一位模糊，则在数据库中查找该比特为O和为I的两个ID对应的LED灯，如果找到对应的LED，则判定接收终端在这两个LED灯共同照射的范围内，如果没有找到，则判定该次定位失败，重新接收位置信息。
[0065]如图3中，终端I所在的位置，接收到的信号就很少出现模糊比特，使用多帧平均的方式，可以准确定位终端I在ID为1100110的照明范围内；终端2所在的位置，接收到的信号就可能出现模糊，解码得到的ID信号可能为11X1001，Χ表示模糊，终端2就被模糊定位在ID为1101001和1111001的两个LED之间的联合照射范围内。
[0066]实施例2
[0067]本实施例给出本发明提出的基于可见光通信的室内精确定位中LED-1D编码在LED呈矩阵排列，有校验编码时的具体应用。
[0068]如图4所示，图中示意了使用分别表示坐标的方式，用格雷编码设计LED-1D的方案，LED信号源呈矩阵排列安装在天花板上，每个LED的ID由两部分组成，预先根据格雷编码设计好，各自存储在一个只读存储器中，分别为其横坐标和纵坐标。位于同一行的LED灯，它们的横坐标相同，位于同一行并且相邻的两个LED灯，它们的纵坐标只相差一个比特;位于同一列的LED灯，它们的纵坐标相同，位于同一列并且相邻的两个LED灯，它们的横坐标只相差一个比特。通过一个微控制器来根据预先设好的程序，读取总共40位长的ID，在ID中避免出现连续的4个以上的O或I，平均分成5块，每块与块序号(001，O1，011，100，1I)组合起来，使用校验编码进行编码，再将帧头加在前面组成完整的一帧，帧头使用长度为7的m序列，使用OOK调制方案，最后与LED连接，控制LED的亮度，从而将预先设计好的ID广播式发送。
[0069]由同一晶振产生时钟同时控制或由供电交流电的工频信号控制进行同步，所有LED是同步发送的。
[0070]用户手持接收终端站在灯下，由终端的PIN光电检测器接收光信号，并检测光信号强度，转换为电信号。使用自相关的方式寻找帧头，对接收到的信号比特进行判决前，采用多帧平均的方法，并设立两个阈值，小于第一阈值的比特，判定为O，大于第二阈值的比特，判定为I，介于第一阈值和第二阈值之间的比特，判定为模糊。
[0071]在LED矩阵排列，且为主要照明光源的情况下，接收到的ID信息，通常至多有两比特的信息模糊。接收到的数据，有以下两种情况:
[0072]1、无模糊比特:如果校验码校验无错，则在数据库中查找对应ID的LED的位置信息，如果找到对应的LED，则判定接收终端在该LED照射的范围内，如果没有找到，则判定该次定位失败，重新接收位置信息。如果校验码校验有错，重新接受位置信息。
[0073]2、有模糊比特:如果ID信息的比特仅有一位模糊，并且校验位也已经模糊或者无法校验，则在数据库中查找该比特为O和为I的两个ID对应的LED灯，如果找到对应的LED，则判定接收终端在这两个LED灯共同照射的范围内，如果没有找到，则判定该次定位失败，重新接收位置信息。若有两位模糊，并且校验位也已经模糊或者无法校验，则在数据库中查找可能的4个LED位置信息，如果有两个以上的LED被找到，则判定接收终端在这些LED灯共同照射的范围内，如果没有找到，则判定该次定位失败，重新接收位置信息。
[0074]实施例3
[0075]本实施例给出本发明提出的基于可见光通信的室内精确定位中LED-1D编码在LED呈放射形排列，有校验编码时的具体应用。
[0076]如图5所示，图中示意了使用分别表示坐标的方式，用格雷编码设计LED-1D的方案，LED信号源呈放射形排列安装在天花板上，每个LED的ID由两部分组成，预先根据格雷编码设计好，各自存储在一个只读存储器中，分别为其幅向坐标和径向坐标。位于同一圆弧上并且相邻的两个LED灯，它们的径向坐标只相差一个比特；位于同一半径并且相邻的两个LED灯，它们的幅向坐标只相差一个比特。通过一个微控制器来根据预先设好的程序，读取总共40位长的ID，在ID中避免出现连续的4个以上的O或I，平均分成5块，每块与块序号(100，101，001，010，011)组合起来，使用校验编码进行编码，再将帧头加在前面组成完整的一帧，帧头使用长度为7的m序列，使用OOK调制方案，最后与LED连接，控制LED的亮度，从而将预先设计好的ID发送。
[0077]由同一晶振产生时钟同时控制或由供电交流电的工频信号控制进行同步，所有LED是同步发送的。
[0078]用户手持接收终端站在灯下，由终端的PIN光电检测器接收光信号，并检测光信号强度，转换为电信号。使用自相关的方式寻找帧头，对接收到的信号比特进行判决前，采用多帧平均的方法，并设立两个阈值，小于第一阈值的比特，判定为0，大于第二阈值的比特，判定为I，介于第一阈值和第二阈值之间的比特，判定为模糊。
[0079]在LED矩阵排列，且为主要照明光源的情况下，接收到的ID信息，通常至多有两比特的信息模糊。接收到的数据，有以下两种情况:
[0080]1、无模糊比特:如果校验码校验无错，则在数据库中查找对应ID的LED的位置信息，如果找到对应的LED，则判定接收终端在该LED照射的范围内，如果没有找到，则判定该次定位失败，重新接收位置信息。如果校验码校验有错，重新接受位置信息。
[0081]2、有模糊比特:如果ID信息的比特仅有一位模糊，并且校验位也已经模糊或者无法校验，则在数据库中查找该比特为O和为I的两个ID对应的LED灯，如果找到对应的LED，则判定接收终端在这两个LED灯共同照射的范围内，如果没有找到，则判定该次定位失败，重新接收位置信息。若有两位模糊，并且校验位也已经模糊或者无法校验，则在数据库中查找可能的4个LED位置信息，如果有两个以上的LED被找到，则判定接收终端在这些LED灯共同照射的范围内，如果没有找到，则判定该次定位失败，重新接收位置信息。
[0082]实施例4
[0083]本实施例给出本发明提出的基于可见光通信的室内精确定位中LED-1D编码在LED呈矩阵排列，有纠错编码，ID直接表示经玮度时的具体应用。
[0084]如图4所示，LED信号源呈矩阵排列安装在天花板上，每个LED的ID由两部分组成，预先根据格雷编码设计好，各自存储在一个只读存储器中，分别为其横坐标和纵坐标。位于同一行的LED灯，它们的横坐标相同，位于同一行并且相邻的两个LED灯，它们的纵坐标只相差一个比特;位于同一列的LED灯，它们的纵坐标相同，位于同一列并且相邻的两个LED灯，它们的横坐标只相差一个比特。通过一个微控制器来根据预先设好的程序，读取总共40位长的ID，ID直接代表经玮度，在ID中避免出现连续的4个以上的O或I，平均分成5块，每块与块序号(001，010，011，100，101)组合起来，使用(15，11，1沖01码进行纠错编码，再将帧头加在前面组成完整的一帧，帧头使用7位的巴克序列，使用OOK调制方案，最后与LED连接，控制LED的亮度，从而将预先设计好的ID广播式发送。
[0085]由同一晶振产生时钟同时控制或由供电交流电的工频信号控制进行同步，所有LED是同步发送的。
[0086]用户手持接收终端站在灯下，由终端的PIN光电检测器接收光信号，并检测光信号强度，转换为电信号。使用同样的7位巴克序列互相关寻找帧头。对接收到的信号比特进行判决前，采用多帧平均的方法，并设立两个阈值，小于第一阈值的比特，判定为0，大于第二阈值的比特，判定为I，介于第一阈值和第二阈值之间的比特，判定为模糊。
[0087]在LED矩阵排列，且为主要照明光源的情况下，接收到的ID信息，通常至多有两比特的信息模糊。接收到的数据，有以下两种情况:
[0088]1、无模糊比特:如果BCH码检错无错，直接定位接收终端在对应的经玮度，如果该经玮度非法，则判定该次定位失败，重新接收位置信息。如果BCH码检错有错，将对应比特纠正后如此做。
[0089]2、有模糊比特:尝试使用BCH码纠错，如果纠错成功，不再有模糊比特，直接判定接收终端在ID对应的经玮度，如果该经玮度非法，则判定定位失败，重新接收位置信息。如果无法纠错，并且ID信息的比特仅有一位模糊，则判定该比特为O和为I的两个经玮度是否合法，如果合法，则判定接收终端在这两个经玮度之间的位置，如果不合法，则判定该次定位失败，重新接收位置信息。若有两位模糊，则判定可能的4个经玮度是否合法，如果有两个以上的经玮度合法，则判定接收终端在这些经玮度之间的位置，如果没有找到，则判定该次定位失败，重新接收位置信息。
[0090]另外，本发明实施例的基于可见光通信的室内定位方法和定位系统的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
[0091]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0092]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。
【主权项】
1.一种基于可见光通信的室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤: SI:将LED灯组的ID进行二进制格雷编码； S2:将编码后的比特进行组帧后得到ID信号，所述LED灯组中所有LED灯同时同频发送各自的ID信号； S3:将所有ID信号采用OOK调制方式，转换为电流信号控制LED的发光强度，将电流信号调制到可见光域进行传输； S4:接收端接收可见光信号，用光电转换器转换为电信号后进行定位。2.根据权利要求1所述的基于可见光通信的室内定位方法，其特征在于，在步骤S4中，定位的过程进一步包括: 如果所述接收端接收的ID信号中均无模糊比特，则判定接收端在对应ID的LED灯的照明范围内； 如果接收的ID信号中存在模糊比特，则判定接收端在除模糊比特外对应ID的LED灯集合的联合照明范围内； 其中，所述模糊比特的判定方式为接收信号的强度在预设的范围内。3.根据权利要求1所述的基于可见光通信的室内定位方法，其特征在于，在步骤SI中，相邻LED灯的ID仅有一个比特不同。4.根据权利要求1所述的基于可见光通信的室内定位方法，其特征在于，在步骤SI中，相邻LED灯呈线形排列或呈矩形排列或呈放射形排列。5.根据权利要求1所述的基于可见光通信的室内定位方法，其特征在于，在步骤SI中，所述LED灯组成矩形排列，所述LED灯组的ID中部分比特表示横向坐标，剩余比特表示纵向坐标，相邻LED灯只在横向坐标或纵向坐标上相差I比特;或所述LED灯组成放射形排列，所述LED灯组的ID中部分比特表示幅向坐标，剩余比特表示径向坐标，相邻LED灯只在幅向坐标或径向坐标上相差I比特。6.根据权利要求1所述的基于可见光通信的室内定位方法，其特征在于，在步骤S2中，由同一晶振产生时钟同时控制所有LED灯同频。7.根据权利要求1所述的基于可见光通信的室内定位方法，其特征在于，在步骤S2中，所有LED灯由供电交流电的工频信号进行同时同频。8.根据权利要求1所述的基于可见光通信的室内定位方法，其特征在于，在步骤S5中，对所述接收的ID信号进行比特判定前，还进行多帧平均。9.根据权利要求1所述的基于可见光通信的室内定位方法，其特征在于，在步骤S2中还包括:对ID信号进行纠错编码或校验编码。10.一种基于可见光通信的室内定位的装置，其特征在于，包括: ID编码模块，用于将LED灯组的ID进行二进制格雷编码； 信号组合模块，用于将编码后的比特进行组帧后得到ID信号； 信号转发模块，用于将每帧信息采用OOK调制方式转换为电流信号控制LED的发光强度，将电流信号调制到可见光域进行广播式传输，其中，所述LED灯组中所有LED灯同时同频发送各自所述ID信号； 信号接收模块，用于接收可见光信号，并通过光电转换器件转换为电信号处理； 确定位置判定模块，用于判定接收端所在的确定位置，如果所述接收端接收的ID信号的所有比特均无模糊，则判定接收端在对应ID的LED等的照明范围内，否则若接收端接收的ID信号存在若干比特模糊，使用模糊位置判定模块判定位置;以及 模糊位置判定模块，用于判定所述接收端所在的模糊位置，如果所述接收端接收的ID信号存在比特模糊，则判定接收端在除模糊比特外对应ID的LED灯集合的联合照明范围内；如果所述接收端所有比特均无模糊，使用确定位置判定模块判定位置。
【文档编号】H04B10/116GK105827311SQ201610248297
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】杨昉, 李昭奇, 高俊男, 宋健
【申请人】清华大学