室内极弱光下可见光定位方法、控制器、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开室内极弱光下可见光定位方法、控制器、系统及存储介质，该室内极弱光下可见光定位方法包括以下步骤：步骤S100、获取双接收端接收的极弱光信号；步骤S200、根据双接收端接收的极弱光信号计算双接收端与至少三个发射端的位置关系；步骤S300、根据双接收端与至少三个发射端的位置关系计算出所述双接收端的世界坐标。本发明专利技术解决了当LED发出人眼体验不到的极弱光时，现有可见光定位技术无法正常应用的问题。常应用的问题。常应用的问题。

【技术实现步骤摘要】
室内极弱光下可见光定位方法、控制器、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及光定位方法领域，特别涉及一种室内极弱光下可见光定位方法、控制器、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]室内定位应用可以为用户提供当前的位置信息和智能导航服务，这对我们的日常活动具有重要意义。室内定位技术可广泛用于人类导航，虚拟现实，定向广告等领域。
[0003]室内可见光定位技术(Visible Light Positioning,VLP)采用室内发光二极管(Light Emitting Diode，LED)或荧光灯进行室内定位，克服了无线电信号定位精度不高、成本高等挑战。基于LED的可见光定位技术使用天花板安装的LED/荧光灯作为信标发射端(荧光灯使用自身固有特征频率作为信标)，这极大地节约了设备成本。
[0004]LED的发展给可见光定位带来了更多的技术挑战。智能LED会根据周围环境的亮度自动调整其自身的亮度，以节省更多的能量。例如，在晴朗的白天，可以关闭LED以节省更多的能量，在阴天或黑夜中的室内活动时，LED需要发出最大的亮度。然而，如果白天关闭LED，现有的可见光定位系统将不再工作，这极大地限制了其应用场景。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的是提出一种室内极弱光下可见光定位方法、控制器、系统及存储介质。旨在解决当LED发出人眼体验不到的极弱光时，现有可见光定位技术无法正常应用的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提出室内极弱光下可见光定位方法包括以下步骤：
[0007]步骤S100、获取双接收端接收的极弱光信号；
[0008]步骤S200、根据双接收端接收的极弱光信号计算双接收端与至少三个发射端的位置关系；
[0009]步骤S300、根据双接收端与至少三个发射端的位置关系计算出所述双接收端的世界坐标。
[0010]可选地，所述步骤S200具体包括以下步骤：
[0011]建立定位系统信道模型，根据双接收端接收的极弱光信号强度的比值和所述定位系统信道模型计算出双接收端与每一所述发射端的相对距离。
[0012]可选地，所述步骤S100具体包括以下步骤：
[0013]调节PWM占空比，并产生极短脉冲后输出给至少三个所述发射端，以驱动至少三个所述发射端发出极弱光信号。
[0014]可选地，至少三个所述发射端发出极弱光信号强度相同。
[0015]可选地，所述步骤S300具体包括以下步骤：
[0016]根据双接收端与至少三个发射端的位置关系，通过三边定位算法计算出所述双接收端的世界坐标。
[0017]本专利技术提出一种控制器，所述控制器包括存储器、处理器，所述存储器上存储有一种室内极弱光下可见光定位程序，所述室内极弱光下可见光定位程序被所述处理器执行时实现如上所述的室内极弱光下可见光定位方法的步骤。
[0018]本专利技术提出一种室内极弱光下可见光定位系统，所述室内极弱光下可见光定位系统包括：
[0019]信号发送电路，用于发送出多个相同强度的极弱光信号；
[0020]双端光电二极管接收电路，用于接收所述多个相同强度的极弱光信号；
[0021]控制器，所述控制器为如上所述的控制器。
[0022]可选地，所述信号发送电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、可变电阻、三极管、放大器、LED灯及电压源，所述第一电阻的第一端用于接收外部控制信号，所述第一电阻的第二端与所述放大器的正向输入端电连接，所述第二电阻的第一端分别与所述放大器的反向输入端和所述第三电阻的第一端电连接，所述第二电阻的第二端分别与所述放大器的输出端和所述三极管的基极电连接，所述第三电阻的第二端接地，所述可变电阻的第一端与所述三极管的发射极电连接，所述可变电阻的第二端接地，所述LED灯的阴极与所述电压源电连接，所述LED灯的阳极与所述三极管的集电极电连接。
[0023]可选地，所述双端光电二极管接收电路包括两个光电二极管接收电路；
[0024]所述光电二极管接收电路包括光电二极管和放大电路，所述光电二极管的阳极用于接收极弱光信号，所述光电二极管的阴极与所述放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端与所述控制器连接。
[0025]本专利技术还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有一种室内极弱光下可见光定位程序，所述室内极弱光下可见光定位程序被处理器执行时实现如上所述的室内极弱光下可见光定位方法的步骤。
[0026]本专利技术通过设置步骤：步骤S100、获取双接收端接收的极弱光信号；步骤S200、根据双接收端接收的极弱光信号计算双接收端与至少三个发射端的位置关系；步骤S300、根据双接收端与至少三个发射端的位置关系计算出所述双接收端的世界坐标。其中，两个接收端之间的相对位置是固定的，且发射端向两个接收端发送的极弱光信号的强度是相同的，通过两个接收端的信号可以确定两个接收端的方向，再通过接收端的信号计算出两个接收端相对于发射端的距离，得到了两个接收端相对于发射端的位置关系，由此可以得到至少三个发射端分别相对于两个接收端的位置关系。由两个接收端各自相对于至少三个发射端的位置关系，通过三边定位法，分别计算出两个接收端的世界坐标。本专利技术解决了当LED发出人眼体验不到的极弱光时，现有可见光定位技术无法正常应用的问题。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术室内极弱光下可见光定位方法一实施例的工作流程图；
[0029]图2为图1中步骤S200的计算原理图；
[0030]图3为图1中步骤S100产生极弱光的方式图；
[0031]图4为本专利技术室内极弱光下可见光定位系统一实施例的结构示意图；
[0032]图5为图4中信号发送电路一实施例的电路结构图；
[0033]图6为图4中双端光电二极管接收电路一实施例的电路结构图。
[0034]附图标号说明：
[0035][0036][0037]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室内极弱光下可见光定位方法，其特征在于，所述室内极弱光下可见光定位方法包括以下步骤：步骤S100、获取双接收端接收的极弱光信号；步骤S200、根据双接收端接收的极弱光信号计算双接收端与至少三个发射端的位置关系；步骤S300、根据双接收端与至少三个发射端的位置关系计算出所述双接收端的世界坐标。2.如权利要求1所述的室内极弱光下可见光定位方法，其特征在于，所述步骤S200具体包括以下步骤：建立定位系统信道模型，根据双接收端接收的极弱光信号强度的比值和所述定位系统信道模型计算出双接收端与每一所述发射端的相对距离。3.如权利要求1所述的室内极弱光下可见光定位方法，其特征在于，所述步骤S100具体包括以下步骤：调节PWM占空比，并产生极短脉冲后输出给至少三个所述发射端，以驱动至少三个所述发射端发出极弱光信号。4.如权利要求1所述的室内极弱光下可见光定位方法，其特征在于，至少三个所述发射端发出极弱光信号强度相同。5.如权利要求1所述的室内极弱光下可见光定位方法，其特征在于，所述步骤S300具体包括以下步骤：根据双接收端与至少三个发射端的位置关系，通过三边定位算法计算出所述双接收端的世界坐标。6.一种控制器，其特征在于，所述控制器包括存储器、处理器，所述存储器上存储有一种室内极弱光下可见光定位程序，所述室内极弱光下可见光定位程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的室内极弱光下可见光定位方法的步骤。7.一种室内极弱光下可见光定位系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘翔宇，危学涛，郭磊，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：