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CN105301562B - 可见光通信无线定位系统 - Google Patents

可见光通信无线定位系统 Download PDF

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CN105301562B
CN105301562B CN201510689382.8A CN201510689382A CN105301562B CN 105301562 B CN105301562 B CN 105301562B CN 201510689382 A CN201510689382 A CN 201510689382A CN 105301562 B CN105301562 B CN 105301562B
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CN
China
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led
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light
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郑紫微
宋健
郭建广
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Ningbo Ladder Science Co ltd
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Ningbo University
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Abstract

本发明涉及可见光通信无线定位系统，包括移动接收端、中继定位融合装置和若干发射端，发射端包括微处理器、LED光源、存储LED光源地理位置的RFID标签、第一光电信号转换器、第一蓝牙模块和太阳能电池；LED光源均匀地设置若干独立编号的方形LED发光晶格；LED发光晶格内均设黑光LED、蓝光LED、绿光LED和红光LED；移动接收端包括中央处理器、GPS定位模块、光信号接收器、信号放大器、滤噪器、信号比较器、第二光电信号转换器、摄像头、LTE通信模块、第二蓝牙模块、位置匹配器和显示屏；中继定位融合装置包括融合处理模块和第三蓝牙模块。该系统既能利用可见光准确定位，又能利用多维彩码或二维码交互丰富信息。

Description

可见光通信无线定位系统
技术领域
本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种可见光通信无线定位系统。
背景技术
随着移动互联网的发展，各种基于定位的位置服务系统相继被不断推出。当前，应用最为广泛的室外无线定位系统是基于美国的GPS全球定位系统。通过在移动终端内设置GPS定位模块，可以在室外为移动终端提供较高的定位服务。然而，在人们活动较多的家庭室内或者建筑物比较密集的特殊环境中，GPS信号会受到遮挡，以致于这些特殊环境的定位性能较差。
近年来，随着LED绿色光源的可见光通信技术的发展和LED绿色光源的不断普遍布置，基于可见光通信的定位方法被相继提出。该可见光通信定位通过将各LED绿色光源的位置信息数据转换为光信号后，由LED绿色光源将可见光线发射出去，然后由移动终端接收该光线，并转换、提取光线信号中的位置数据，从而获得移动终端的当前位置。然而，现有的可见光通信定位单独依赖于可见光通信进行定位，其定位效果有限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种既能准确地获取当前地理位置，又能够实现丰富信息交互的可见光通信无线定位系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：可见光通信无线定位系统，其特征在于，包括移动接收端、中继定位融合装置和若干发射端，所述发射端均匀地分布设置在中继定位融合装置的周围；其中，
所述发射端包括微处理器以及分别连接微处理器的LED光源、存储LED光源地理位置信息的RFID标签、第一光电信号转换器、第一蓝牙模块和太阳能电池；所述LED光源上均匀地设置若干具有独立编号的方形LED发光晶格；所述每个LED发光晶格内均设置有黑光LED、蓝光LED、绿光LED和红光LED，所述黑光LED、蓝光LED、绿光LED和红光LED分别连接微处理器；所述LED光源连接太阳能电池；其中，
所述微处理器，用以读取RFID标签内存储的LED光源地理位置信息，并将LED光源地理位置信分别转换为光信息、二维码信息和多维彩码信息，并命令LED发光晶格执行发光；
所述第一光电信号转换器，用以根据微处理器的调制命令，将LED光源地理位置信息由电信号转换为光信号；
所述第一蓝牙模块，用以接收、检测移动接收端的蓝牙信号，并将检测的蓝牙信号强度值发送给中继定位融合装置；
所述LED光源，一方面在LED光源地理位置信息转换为二维码信息后，根据微处理器对LED发光晶格的发光或闭光命令，发出明暗相间的二维码图像；另一方面在LED光源地理位置信息转换为多维彩码信息后，根据微处理器分别对黑光LED、蓝光LED、绿光LED和红光LED的发光或闭光命令，发出由不同颜色组成的多维彩码图像；
所述移动接收端包括中央处理器以及分别连接中央处理器的GPS定位模块、光信号接收器、信号放大器、滤噪器、信号比较器、第二光电信号转换器、摄像头、LTE通信模块、第二蓝牙模块、位置匹配器和显示屏；所述信号放大器分别连接光信号接收器和滤噪器，所述信号比较器连接滤噪器和第二光电信号转换器；所述位置匹配器分别连接第二光电信号转换器和显示屏，所述显示屏连接摄像头，所述GPS定位模块连接LTE通信模块和显示屏；其中，所述GPS定位模块，用以在室外环境时获取移动接收端的位置信息，并由显示屏显示位置；
所述光信号接收器，用以接收各发射端中LED光源发出的光信号，并发送接收的光信号给信号放大器进行放大处理；
所述滤噪器，用以对放大后的光信号滤噪，然后发送给信号比较器作出判断：当光信号强度超过预设阈值时，则将判断结果发送给第二光电信号转换器，启动光电转换；
所述第二光电信号转换器，用以将接收的光信号转换为LED光源地理位置的电信号，由显示屏根据位置匹配器对电信号的匹配结果显示该LED光源的地理位置；
所述摄像头，用以扫描LED光源发出的二维码图像或者多维彩码图像，并由中央处理器提取二维码图像或多维彩码图像中的LED光源地理位置信息；
所述第二蓝牙模块，用以将滤噪器处理后的各发射端的光信号强度值发送给中继定位融合装置；
所述中继定位融合装置包括融合处理模块和第三蓝牙模块，第三蓝牙模块分别连接第一蓝牙模块、融合处理模块和第二蓝牙模块；
所述融合处理模块，接收移动接收端发送来的各发射端的光信号强度值，并根据接收的各光信号强度值，计算移动接收端当前所处的地理位置，并经第三蓝牙模块发送给移动接收端；其中，计算移动接收端当前地理位置的过程依次包括如下步骤：
(1)设定各发射端分别为R1、R2、R3、R4、...、RN，发射端R1、R2、R3、R4、...、RN的地理坐标分别为(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)、(x4,y4,z4)、...、(xN,yN,zN)，融合处理模块在时间段T内接收到的各发射端的光信号强度值分别为p11,p12,p13,…,p1M；p21,p22,p23,…,p2M；p31,p32,p33,…,p3M；...；pN1,pN2,pN3,…,pNM；移动接收端的参考地理坐标为(x,y,z)，移动接收端的实际地理坐标为(xR,yR,zR)，N≥4，M≥1；
(2)根据融合处理模块在时间段T内接收到的各发射端的光信号强度值，计算每个发射端的光信号强度值的信号强度均方根值pi；其中，
其中，pi表示发射端Ri的光信号强度值的均方根值，pij表示发射端Ri的某一个光信号强度值；
(3)根据接收到的各发射端的光信号强度均方根值p1、p2、p3、p4、...、pN，选取信号强度均方根值大小位于前四位的值p′1、p′2、p′3和p′4；
(4)根据各发射端的信号强度均方根值p1、p2、p3和p4，分别获取发射端R1、R2、R3和R4到移动接收端的距离d1、d2、d3和d4；其中，
其中，pi为发射端Ri的光信号强度均方根值，n是路径损耗指数，ξ为满足高斯分布的随机数，其均值为零，di为发射端Ri到移动接收端的距离，d0为参考距离，p0为距离移动接收端d0处的信号强度值，v为距离估计误差，是一个数值为正数的随机变量，且
(5)根据发射端R1、R2、R3和R4的地理坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)和(x4,y4,z4)，以及获取的距离d1、d2、d3和d4，求解移动接收端的参考地理坐标(x,y,z)，求解过程包括：
(a)对发射端R1、R2、R3和R4以三个为一组，进行分组，获得四组发射端组合：R1(x1,y1,z1)、R2(x2,y2,z2)和R3(x3,y3,z3)，R1(x1,y1,z1)、R2(x2,y2,z2)和R4(x4,y4,z4)，R1(x1,y1,z1)、R3(x3,y3,z3)和R4(x4,y4,z4)，R2(x2,y2,z2)、R3(x3,y3,z3)和R4(x4,y4,z4)；
(b)根据发射端R1、R2、R3和R4的地理坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)、(x4,y4,z4)及距离d1、d2、d3和d4，分别计算移动接收端的第一地理坐标(x′,y′,z′)、第二地理坐标(x″,y″,z″)、第三地理坐标(x″′,y″′,z″′)和第四地理坐标(x″″,y″″,z″″)；其中，
(c)根据获取的移动接收端的第一地理坐标(x′,y′,z′)、第二地理坐标(x″,y″,z″)、第三地理坐标(x″′,y″′,z″′)和第四地理坐标(x″″,y″″,z″″)，计算移动接收端的参考地理坐标(x,y,z)；其中，
(6)根据步骤(5)中计算的移动接收端的第一地理坐标(x′,y′,z′)、第二地理坐标(x″,y″,z″)、第三地理坐标(x″′,y″′,z″′)和第四地理坐标(x″″,y″″,z″″)以及获取的移动接收端的参考地理坐标(x,y,z)，计算移动接收端实际地理坐标(xR,yR,zR)的定位误差Δx,Δy,Δz，其中：
(7)根据计算的移动接收端的参考地理坐标(x,y,z)以及计算的定位误差Δx,Δy,Δz，计算移动接收端的实际坐标(xR,yR,zR)：
与现有技术相比，本发明的优点在于：各发射端地理位置经第一光电信号转换器由电信号转为光信号后，由微处理器命令LED发光晶格内的黑光LED、蓝光LED、绿光LED和红光LED根据调制后的光信号情况发光，以照射出含有发射端地理位置的多维彩码或二维码，由移动接收终端利用摄像头扫描、获取多维彩码或二维码中的地理位置信息；移动接收终端接收、解调接收的各发射端的光信号后，提取光信号中的地理位置数据，而GPS定位模块则独立获取室外环境下的地理位置数据；中继定位融合装置根据移动接收端接收的光信号强度值，融合获得移动接收端的当前地理位置数据，并提供给移动接收端。该可见光通信无线定位系统在室外GPS定位基础上，结合各发射端发出的可见光进行准确融合定位，同时还将丰富的地理位置等信息以多维彩码或二维码的形式发送给移动接收端提取，既准确地获取移动接收端当前地理位置，又能实现了该定位系统利用多维彩码交互丰富信息的目的。
附图说明
图1为本发明实施例中可见光通信无线定位系统的结构示意图；
图2为图1所示定位系统采用的定位方法流程示意图；
图3为本发明实施例中定位系统的仿真定位性能曲线示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例的可见光通信无线定位系统，包括移动接收端1、中继定位融合装置2和若干发射端3，发射端3均匀地分布设置在中继定位融合装置2的周围；其中，
发射端3包括微处理器300以及分别连接微处理器300的LED光源301、存储LED光源301地理位置信息的RFID标签302、第一光电信号转换器303、第一蓝牙模块304和太阳能电池305；LED光源301上均匀地设置若干具有独立编号的方形LED发光晶格；每个LED发光晶格内均设置有黑光LED3011、蓝光LED3012、绿光LED3013和红光LED3014，黑光LED3011、蓝光LED3012、绿光LED3013和红光LED3014分别连接微处理器300；LED光源301连接太阳能电池305；其中，
微处理器300，用以读取RFID标签302内存储的LED光源地理位置信息，并将LED光源地理位置信分别转换为光信息、二维码信息和多维彩码信息，并命令LED发光晶格执行发光；
第一光电信号转换器303，用以根据微处理器300的调制命令，将LED光源地理位置信息由电信号转换为光信号；
第一蓝牙模块304，用以接收、检测移动接收端1的蓝牙信号，并将检测的蓝牙信号强度值发送给中继定位融合装置2；
LED光源301，一方面在LED光源地理位置信息转换为二维码信息后，根据微处理器300对LED发光晶格的发光或闭光命令，发出明暗相间的二维码图像；另一方面在LED光源地理位置信息转换为多维彩码信息后，根据微处理器300分别对黑光LED3011、蓝光LED3012、绿光LED3013和红光LED3014的发光或闭光命令，发出由不同颜色组成的多维彩码图像；
移动接收端1包括中央处理器100以及分别连接中央处理器100的GPS定位模块101、光信号接收器102、信号放大器103、滤噪器104、信号比较器105、第二光电信号转换器106、摄像头107、LTE通信模块108、第二蓝牙模块109、位置匹配器110和显示屏111；信号放大器103分别连接光信号接收器102和滤噪器104，信号比较器105连接滤噪器104和第二光电信号转换器106；位置匹配器110分别连接第二光电信号转换器106和显示屏111，显示屏111连接摄像头107，GPS定位模块101连接LTE通信模块108和显示屏111；其中，
GPS定位模块101，用以在室外环境时获取移动接收端1的位置信息，并由显示屏111显示位置；
光信号接收器102，用以接收各发射端3中LED光源301发出的光信号，并发送接收的光信号给信号放大器103进行放大处理；
滤噪器104，用以对放大后的光信号滤噪，然后发送给信号比较器105作出判断：当光信号强度超过预设阈值时，则将判断结果发送给第二光电信号转换器106，启动光电转换；
第二光电信号转换器106，用以将接收的光信号转换为LED光源地理位置的电信号，由显示屏111显示该LED光源的地理位置；
摄像头107，用以扫描LED光源发出的二维码图像或者多维彩码图像，并由中央处理器100提取二维码图像或多维彩码图像中的LED光源地理位置信息；
第二蓝牙模块109，用以将滤噪器104处理后的各发射端的光信号强度值发送给中继定位融合装置2；
中继定位融合装置2包括融合处理模块20和第三蓝牙模块21，第三蓝牙模块21分别连接第一蓝牙模块304、融合处理模块20和第二蓝牙模块109；
融合处理模块20，接收移动接收端1发送来的各发射端3发送来的光信号强度值，并根据接收的各光信号强度值，计算移动接收端1当前所处的地理位置，并经第三蓝牙模块21发送给移动接收端1；其中，计算移动接收端1当前地理位置的过程依次包括如下步骤：
(1)设定各发射端分别为R1、R2、R3、R4、...、RN，发射端R1、R2、R3、R4、...、RN的地理坐标分别为(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)、(x4,y4,z4)、...、(xN,yN,zN)，融合处理模块在时间段T内接收到的各发射端的光信号强度值分别为p11,p12,p13,…,p1M；p21,p22,p23,…，p2M；p31,p32,p33,…,p3M；...；pN1,pN2,pN3,…,pNM；移动接收端的参考地理坐标为(x,y,z)，移动接收端的实际地理坐标为(xR,yR,zR)，N≥4，M≥1；
(2)根据融合处理模块在时间段T内接收到的各发射端的光信号强度值，计算每个发射端的光信号强度值的信号强度均方根值pi；其中，
其中，pi表示发射端Ri的光信号强度值的均方根值，pij表示发射端Ri的某一个光信号强度值；
(3)根据接收到的各发射端的光信号强度均方根值p1、p2、p3、p4、...、pN，选取信号强度均方根值大小位于前四位的值p′1、p′2、p′3和p′4；
(4)根据各发射端的信号强度均方根值p1、p2、p3和p4，分别获取发射端R1、R2、R3和R4到移动接收端的距离d1、d2、d3和d4；其中，
其中，pi为发射端Ri的光信号强度均方根值，n是路径损耗指数，ξ为满足高斯分布的随机数，其均值为零，di为发射端Ri到移动接收端的距离，d0为参考距离，p0为距离移动接收端d0处的信号强度值，v为距离估计误差，是一个数值为正数的随机变量，且
(5)根据发射端R1、R2、R3和R4的地理坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)和(x4,y4,z4)，以及获取的距离d1、d2、d3和d4，求解移动接收端的参考地理坐标(x,y,z)，求解过程包括：
(a)对发射端R1、R2、R3和R4以三个为一组，进行分组，获得四组发射端组合：R1(x1,y1,z1)、R2(x2,y2,z2)和R3(x3,y3,z3)，R1(x1,y1,z1)、R2(x2,y2,z2)和R4(x4,y4,z4)，R1(x1,y1,z1)、R3(x3,y3,z3)和R4(x4,y4,z4)，R2(x2,y2,z2)、R3(x3,y3,z3)和R4(x4,y4,z4)；
(b)根据发射端R1、R2、R3和R4的地理坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)、(x4,y4,z4)及距离d1、d2、d3和d4，分别计算移动接收端的第一地理坐标(x′,y′,z′)、第二地理坐标(x″,y″,z″)、第三地理坐标(x″′,y″′,z″′)和第四地理坐标(x″″,y″″,z″″)；其中，
(c)根据获取的移动接收端的第一地理坐标(x′,y′,z′)、第二地理坐标(x″,y″,z″)、第三地理坐标(x″′,y″′,z″′)和第四地理坐标(x″″,y″″,z″″)，计算移动接收端的参考地理坐标(x,y,z)；其中，
(6)根据步骤(5)中计算的移动接收端的第一地理坐标(x′,y′,z′)、第二地理坐标(x″,y″,z″)、第三地理坐标(x″′,y″′,z″′)和第四地理坐标(x″″,y″″,z″″)以及获取的移动接收端的参考地理坐标(x,y,z)，计算移动接收端实际地理坐标(xR,yR,zR)的定位误差Δx,Δy,Δz，其中：
(7)根据计算的移动接收端的参考地理坐标(x,y,z)以及计算的定位误差Δx,Δy,Δz，计算移动接收端的实际坐标(xR,yR,zR)：
图3给出了本实施例中可见光通信定位系统的定位方法的仿真结果曲线示意图，同时对传统的GPS定位方法也作了仿真。由图3可以看出，在发射端数量一定的情况下，本实施例定位系统采用的定位方法的定位估计误差比传统GPS定位方法更低，这说明本实施例定位系统采用的定位方法具有更好的定位性能；还可以看出，随着发射端数目的不断增加，本实施例中采用的可见光定位方法的定位性能逐渐提高。这充分表明，本实施例系统中采用的可见光定位方法具有比传统GPS定位方法更好的定位性能。
本实施例中的可见光通信无线定位系统的工作过程如下：发射端地理位置经第一光电信号转换器303由电信号转为光信号后，由微处理器300命令LED发光晶格内的黑光LED3011、蓝光LED3012、绿光LED3013和红光LED3014根据调制后的光信号情况发光，以照射出含有该发射端地理位置的多维彩码或二维码，微处理器300还可以命令LED发光晶格发出含有其他丰富信息的多维彩码或二维码；移动接收端1利用摄像头107扫描、获取多维彩码或二维码中的地理位置信息，并在接收、解调光信号后，提取光信号中的地理位置数据，而GPS定位模块101则独立获取室外环境下的地理位置，且由显示屏111显示；中继定位融合装置2根据接收的各光信号强度，融合获得移动接收端1的当前地理位置数据，并提供融合所得地理位置数据给移动接收端1。

Claims (1)

1.可见光通信无线定位系统，其特征在于，包括移动接收端、中继定位融合装置和若干发射端，所述发射端均匀地分布设置在中继定位融合装置的周围；其中，
所述发射端包括微处理器以及分别连接微处理器的LED光源、存储LED光源地理位置信息的RFID标签、第一光电信号转换器、第一蓝牙模块和太阳能电池；所述LED光源上均匀地设置若干具有独立编号的方形LED发光晶格；所述每个LED发光晶格内均设置有黑光LED、蓝光LED、绿光LED和红光LED，所述黑光LED、蓝光LED、绿光LED和红光LED分别连接微处理器；所述LED光源连接太阳能电池；其中，
所述微处理器，用以读取RFID标签内存储的LED光源地理位置信息，并将LED光源地理位置信分别转换为光信息、二维码信息和多维彩码信息，并命令LED发光晶格执行发光；
所述第一光电信号转换器，用以根据微处理器的调制命令，将LED光源地理位置信息由电信号转换为光信号；
所述第一蓝牙模块，用以接收、检测移动接收端的蓝牙信号，并将检测的蓝牙信号强度值发送给中继定位融合装置；
所述LED光源，一方面在LED光源地理位置信息转换为二维码信息后，根据微处理器对LED发光晶格的发光或闭光命令，发出明暗相间的二维码图像；另一方面在LED光源地理位置信息转换为多维彩码信息后，根据微处理器分别对黑光LED、蓝光LED、绿光LED和红光LED的发光或闭光命令，发出由不同颜色组成的多维彩码图像；
所述移动接收端包括中央处理器以及分别连接中央处理器的GPS定位模块、光信号接收器、信号放大器、滤噪器、信号比较器、第二光电信号转换器、摄像头、LTE通信模块、第二蓝牙模块、位置匹配器和显示屏；所述信号放大器分别连接光信号接收器和滤噪器，所述信号比较器连接滤噪器和第二光电信号转换器；所述位置匹配器分别连接第二光电信号转换器和显示屏，所述显示屏连接摄像头，所述GPS定位模块连接LTE通信模块和显示屏；其中，所述GPS定位模块，用以在室外环境时获取移动接收端的位置信息，并由显示屏显示位置；
所述光信号接收器，用以接收各发射端中LED光源发出的光信号，并发送接收的光信号给信号放大器进行放大处理；
所述滤噪器，用以对放大后的光信号滤噪，然后发送给信号比较器作出判断：当光信号强度超过预设阈值时，则将判断结果发送给第二光电信号转换器，启动光电转换；
所述第二光电信号转换器，用以将接收的光信号转换为LED光源地理位置的电信号，由显示屏根据位置匹配器对电信号的匹配结果显示该LED光源的地理位置；
所述摄像头，用以扫描LED光源发出的二维码图像或者多维彩码图像，并由中央处理器提取二维码图像或多维彩码图像中的LED光源地理位置信息；
所述第二蓝牙模块，用以将滤噪器处理后的各发射端的光信号强度值发送给中继定位融合装置；
所述中继定位融合装置包括融合处理模块和第三蓝牙模块，第三蓝牙模块分别连接第一蓝牙模块、融合处理模块和第二蓝牙模块；
所述融合处理模块，接收移动接收端发送来的各发射端的光信号强度值，并根据接收的各光信号强度值，计算移动接收端当前所处的地理位置，并经第三蓝牙模块发送给移动接收端；其中，计算移动接收端当前地理位置的过程依次包括如下步骤：
(1)设定各发射端分别为R1、R2、R3、R4、...、RN，发射端R1、R2、R3、R4、...、RN的地理坐标分别为(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)、(x4,y4,z4)、...、(xN,yN,zN)，融合处理模块在时间段T内接收到的各发射端的光信号强度值分别为p11,p12,p13,…,p1M；p21,p22,p23,…,p2M；p31,p32,p33,…,p3M；…；pN1,pN2,pN3,…,pNM；移动接收端的参考地理坐标为(x,y,z)，移动接收端的实际地理坐标为(xR,yR,zR)，N≥4，M ≥1；
(2)根据融合处理模块在时间段T内接收到的各发射端的光信号强度值，计算每个发射端的光信号强度值的信号强度均方根值pi；其中，
其中，pi表示发射端Ri的光信号强度值的均方根值，pij表示发射端Ri的某一个光信号强度值；
(3)根据接收到的各发射端的光信号强度均方根值p1、p2、p3、p4、...、pN，选取信号强度均方根值大小位于前四位的值p1'、p'2、p'3和p'4；
(4)根据各发射端的信号强度均方根值p1、p2、p3和p4，分别获取发射端R1、R2、R3和R4到移动接收端的距离d1、d2、d3和d4；其中，
其中，pi为发射端Ri的光信号强度均方根值，n是路径损耗指数，ξ为满足高斯分布的随机数，其均值为零，di为发射端Ri到移动接收端的距离，d0为参考距离，p0为距离移动接收端d0处的信号强度值，v为距离估计误差，是一个数值为正数的随机变量，且i＝1,2,3,4；
(5)根据发射端R1、R2、R3和R4的地理坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)和(x4,y4,z4)，以及获取的距离d1、d2、d3和d4，求解移动接收端的参考地理坐标(x,y,z)，求解过程包括：
(a)对发射端R1、R2、R3和R4以三个为一组，进行分组，获得四组发射端组合：R1(x1,y1,z1)、R2(x2,y2,z2)和R3(x3,y3,z3)，R1(x1,y1,z1)、R2(x2,y2,z2)和R4(x4,y4,z4)，R1(x1,y1,z1)、R3(x3,y3,z3)和R4(x4,y4,z4)，R2(x2,y2,z2)、R3(x3,y3,z3)和R4(x4,y4,z4)；
(b)根据发射端R1、R2、R3和R4的地理坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)、(x4,y4,z4)及距离d1、d2、d3和d4，分别计算移动接收端的第一地理坐标(x',y',z')、第二地理坐标(x”,y”,z”)、第三地理坐标(x”',y”',z”')和第四地理坐标(x””,y””,z””)；其中，
(c)根据获取的移动接收端的第一地理坐标(x',y',z')、第二地理坐标(x”,y”,z”)、第三地理坐标(x”',y”',z”')和第四地理坐标(x””,y””,z””)，计算移动接收端的参考地理坐标(x,y,z)；其中，
(6)根据步骤(5)中计算的移动接收端的第一地理坐标(x',y',z')、第二地理坐标(x”,y”,z”)、第三地理坐标(x”',y”',z”')和第四地理坐标(x””,y””,z””)以及获取的移动接收端的参考地理坐标(x,y,z)，计算移动接收端实际地理坐标(xR,yR,zR)的定位误差Δx,Δy,Δz，其中：
(7)根据计算的移动接收端的参考地理坐标(x,y,z)以及计算的定位误差Δx,Δy,Δz，计算移动接收端的实际坐标(xR,yR,zR)：
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105636202A (zh) * 2016-03-16 2016-06-01 广东工业大学 一种室内融合定位系统
CN106908763A (zh) * 2016-12-28 2017-06-30 浙江海洋大学 基于可见光的定位方法
CN106842124A (zh) * 2017-01-16 2017-06-13 苏州优函信息科技有限公司 多光谱空间定位方法及系统
CN107479079A (zh) * 2017-07-13 2017-12-15 临沂大学 一种基于pdr与led结合的方法
CN109990775B (zh) * 2019-04-11 2021-09-14 杭州简简科技有限公司 旅游地理定位方法及系统
CN118518114B (zh) * 2024-07-22 2024-09-17 南京邮电大学 一种可见光照明定位方法、装置、设备及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2280504A (en) * 1993-07-28 1995-02-01 Data Stream Corp Position data input system for computer.
EP2026086A2 (en) * 2007-07-31 2009-02-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and apparatus for determining the position of a moving object, by using visible light communication
CN103823203A (zh) * 2014-02-26 2014-05-28 上海交通大学 基于接收器方向的室内可见光三维定位系统及方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009025209A (ja) * 2007-07-20 2009-02-05 Panasonic Electric Works Co Ltd 位置情報システム
CN102288940A (zh) * 2011-05-16 2011-12-21 李漪阳 基于照明led的空间定位方法
KR101878712B1 (ko) * 2011-05-27 2018-07-18 삼성전자주식회사 가시광 통신과 ｇｐｓ를 이용한 위치 정보 확인 장치 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2280504A (en) * 1993-07-28 1995-02-01 Data Stream Corp Position data input system for computer.
EP2026086A2 (en) * 2007-07-31 2009-02-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and apparatus for determining the position of a moving object, by using visible light communication
CN103823203A (zh) * 2014-02-26 2014-05-28 上海交通大学 基于接收器方向的室内可见光三维定位系统及方法

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