CN107835050B - 一种基于可见光通信的定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于可见光通信的定位方法，利用定位范围内的光源作为信标，将某信标及其相邻信标的标识信息调制为该信标的位置信息并发送，当用户接收该位置信息后将其保存，当保存的该位置信息的数据位达到一定位数时，对该位置信息进行解码，得到该用户所处信标的标识信息以进行定位。本发明借助无线通信中的前向冗余编码技术，设计创新的信标布局及信标标识信息的编码调制方案，从而提升待定位者对信标的识别能力和效率，消除室内环境下可见光定位应用的现存障碍，满足室内环境下人与物的精确定位需求。

Description

一种基于可见光通信的定位方法及系统

技术领域

本发明属于可见光通信及定位技术领域，具体涉及一种基于可见光通信的定位方法及系统。

背景技术

定位技术是大量商业和军事应用的支撑性技术。在广阔的户外环境下，GPS、北斗等技术已使人、车等的定位精度达到十米内。然而，室内环境下由于墙壁遮挡等问题，卫星信号无法接收，因此室内定位无法依靠传统GPS等技术实现。近年来，室内定位技术得到了学术界和工业界的广泛关注，并取得了大量进展。目前，面向人的室内定位和导航应用的技术包括基于WiFi、蓝牙(如苹果的iBeacon)、NFC、Zigbee等无线通信技术、及地磁、计算机视觉等。然而，上述技术受环境干扰影响大，或需要进行大量的前期信息采集；且已有的主流商业应用(一般基于WiFi和蓝牙)的精度即使在理想条件下依然难以达到一米以下，在有大量人及物不规律出现的条件下(如商场等)，由于对无线信号的遮挡等引起的多径等效应，定位精度会大大恶化，因此，这些技术只能支持少量场景及应用，难以支撑泛在、可靠的室内定位需求。

近年来，随着LED在照明、通信和传感技术等各个领域的广泛应用，可见光通信技术(VLC)作为一种兼顾了照明和通信能力的技术，开始受到关注和广泛研究。在基于VLC的各种应用中，VLC定位技术成为一大亮点。由于VLC使用LED作信号源，可以方便的利用现有的照明设备进行定位，几乎不需多余的功率消耗和搭建成本。同时，基于VLC的定位系统不会产生任何射频干扰，可以在一些射频辐射被严格控制、或对于射频隐私极度关注的场合应用，比如矿山、医院、军队等。此外VLC的传输信道一般采用直射信道，因此拥有较高的信噪比，且多径干扰相对较小，且由于LED一般处在天花板位置，其与人之间的通路一般无较多干扰，因此有潜力实现更高的定位精度，例如在理想环境下可达到厘米级。目前，基于VLC技术的定位方法主要有三角定位方法、图像分析方法、邻近定位方法。对于可见光定位技术详解、现有方法及设施、已达到精度等详细数据。

上述所有方法均需依赖于待定位者(如用户手机等设备)对LED的身份的识别，以下称LED为信标。对于信标识别的意义在于，待定位者需要首先知道其处于哪一个(或几个)LED信标的覆盖范围下，继而根据已知信标的位置，推测出自己的位置。推测的方法即为三角定位方法、图像分析方法、邻近定位方法等。因此，待定位者对信标ID的准确识别至关重要。在VLC基本原理中，LED是被配置为能够通过自身的快速明灭等调制方式将“0”、“1”信号加载在自己所发射出的光中，并通过这种方式把自己的身份ID(也就是信标ID)发送给待定位终端，继而，待定位终端通过自己携带的光敏传感器或摄像头，接收这些被调制的光信号并解码出ID。然而，在实际应用中，会存在以下问题：

(1)待定位终端上的信号接收装置(如传感器或摄像头等)因载体(人或物)的晃动、倾斜，或外界遮挡等原因，导致待定位终端在接收信标所发出的信号时错失了部分数据位。例如：未收到个别位(从而导致全部的数据位乱序)，或错将“0”误接收为“1”等，导致不能正确识别信标；

(2)待定位终端往往以较快速度通过所有信标，导致来不及正确接收每个信标所发出的全部数据位，从而导致无法识别大量信标；跑步或快速步行通过的人、室内小型无人机、物流仓库内高速移动的无人车均可能遇到这一问题；

(3)受到较强烈环境光源的影响(部分文献指出120流明即可对VLC造成较强干扰)，信标信号受到干扰；由于环境光强本身是时变的，而信标设施的光强往往是固定的，在环境光较强的时刻，定位系统会因为强光影响，在接收所有信标信号时受到强烈干扰，产生错误；

(4)VLC通信中采用摄像头作为接收端是一种定位中的常用手段，在这一方法中，摄像头感光器件的辉散效应(Blooming effect)，会导致在信号接收时，“0”信号被“1”信号严重干扰，从而增加了解码的难度，也增加了错误的概率；

(5)由于信息接收错误率高，必须在接收端实现严格的时间同步(当采用光敏传感器作为接收端时)，或利用复杂度极高的图像实时拼接算法和图像实时识别算法(当采用摄像头作为接收端时)，二者均给系统设计带来极大的难度。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种新型高容错可见光定位方法及系统。

具体来说，本发明涉及一种基于可见光通信的定位方法，其中包括：

调制发射步骤，以定位范围内的光源作为信标，设置多个该信标并使每个该信标具有唯一的标识信息，第一信标为该信标中的任一信标，根据该第一信标和与之相邻信标的标识信息，调制为p个数据位的该第一信标的位置信息，以固定周期发射该位置信息，p为正整数；

解码定位步骤，第二信标为用户所处位置对应的信标，第三信标为与该第二信标相邻的该信标，该第三信标为n个，该用户通过接收端以固定周期持续接收该第二信标和该第三信标发射的该位置信息，将接收的多个该位置信息保存为累积信息，对该累积信息解码得到定位信息，通过该定位信息得到该第二信标的位置并作为第一定位值，用以定位该用户所处位置，n为正整数。

本发明所述的基于可见光通信的定位方法，其中该解码定位步骤具体包括：

接收步骤，该用户接收一个该固定周期内该第二信标和该第三信标发射的该位置信息，形成(1+n)p个数据位的接收信息；并将多个连续的该固定周期形成的该接收信息保存为累积信息；

解码步骤，当该累积信息的数据位大于等于q个时，对最近接收的q个数据位的该累计信息解码得到定位信息，其中，q＝(1+n)p(1+ε)，q、ε为正整数；

定位步骤，将第m次解码得到该定位信息，与第四信标的标识信息进行比较，以与该定位信息汉明距离最小的该标识信息得到该第二信标，并以该第二信标的位置为该第一定位值，该第一定位值具有第一定位精度，该第一定位精度最高值等值于该信标之间最小距离；其中，当m＝1时，该第四信标为该定位范围边缘的该信标；当m≥2时，该第四信标为第m-1次定位时的该第三信标，m为正整数。

本发明所述的基于可见光通信的定位方法，当该接收端为光敏传感器时，设置光强度阈值，以获取该光敏传感器接收到的光信号所携带的该位置信息的编码，并转化为该位置信息；该光信号的强度大于该阈值时识别该编码为1，小于该阈值时识别为0；设置该光敏传感器采样速率与该信标的该位置信息发送速率一致，设置该光敏传感器采样间隔与该信标的该位置信息发送间隔一致。当该接收端为摄像头时，采用条纹检测图像识别算法来处理该摄像头接收的图像，对该图像逐一解码，以获取该图像所携带的该位置信息。

本发明所述的基于可见光通信的定位方法，其中该解码定位步骤后，还包括：

精确定位步骤，将该解码定位步骤中获得的该第一定位值，通过三角定位方法或图像分析方法，获得该用户所处位置的第二定位值，该第二定位值具有第二定位精度，该第二定位精度高于该第一定位精度。

本发明还涉及一种基于可见光通信的定位系统，使用上述一种基于可见光通信的定位方法，该系统包括：

调制发射模块，用于以定位范围内的光源作为信标，设置多个该信标并使每个该信标具有唯一的标识信息，根据第一信标和与之相邻信标的标识信息，调制为p个数据位的该第一信标的位置信息，以固定周期发射该位置信息，其中该第一信标为该信标中的任一信标，p为正整数；

解码定位模块，用于该用户以固定周期持续接收第二信标和第三信标发射的该位置信息，将接收的多个该位置信息保存为累积信息，对该累积信息解码得到定位信息，通过该定位信息得到该第二信标的位置并作为第一定位值，用以定位该用户所处位置，其中该第二信标为用户所处位置对应的信标，该第三信标为与该第二信标相邻的该信标，该第三信标为n个，n为正整数。

本发明所述的基于可见光通信的定位系统，其中该调制发射模块具体包括该信标、恒流驱动电源和编码调制控制器，其中该信标为LED发光照明前端，用于发送信标信息，该恒流驱动电源用于为该LED发光照明前端提供电源，该编码调制控制器用于对该信标的标识信息进行调制。

本发明所述的基于可见光通信的定位系统，其中该解码定位模块具体包括：

接收模块，包括用于该用户通过接收端接收该第二信标和该第三信标在一个该固定周期的发射的该位置信息，以形成(1+n)p个数据位的接收信息；并将多个连续的该固定周期形成的该接收信息保存为累积信息；

解码模块，用于当该累积信息的数据位大于等于q个时，对最近接收的q个数据位的该累计信息解码得到定位信息，其中，q＝(1+n)p(1+ε)，q、ε为正整数；

定位模块，用于将第m次解码得到该定位信息，与第四信标的标识信息进行比较，以与该定位信息汉明距离最小的该标识信息得到该第二信标，并以该第二信标位置为该第一定位值，该第一定位值具有第一定位精度，该第一定位精度最高值等值于该信标之间最小距离；其中，当m＝1时，该第四信标为该定位范围边缘的该信标；当m≥2时，该第四信标为与第m-1次定位时的该第三信标，m为正整数。

本发明所述的基于可见光通信的定位系统，其中该接收端为光敏传感器或摄像头，当该接收端为光敏传感器时，设置光强度阈值，以获取该光敏传感器接收到的光信号所携带的该位置信息的编码，并转化为该位置信息；该光信号的强度大于该阈值时识别该编码为1，小于该阈值时识别为0；设置该光敏传感器采样速率与该信标的该位置信息发送速率一致，设置该光敏传感器采样间隔与该信标的该位置信息发送间隔一致；当该接收端为摄像头时，采用条纹检测图像识别算法来处理该摄像头的接收图像，对该接收图像逐一解码，以获取该接收图像所携带的该位置信息。

本发明所述的基于可见光通信的定位系统，其中还包括：

精确定位模块，用于将该解码定位模块获得的该第一定位值，通过三角定位方法或图像分析方法，获得该用户所处位置的第二定位值，该第二定位值具有第二定位精度，该第二定位精度高于该第一定位精度。

本发明借助无线通信中的前向冗余编码技术，设计创新的可见光信标布局及信标标识信息的编码调制方案，从而提升待定位者对信标的识别能力和效率，消除室内环境下可见光定位应用的现存障碍，满足室内环境下人与物的精确定位需求。

附图说明

图1是无速率编码的编码过程示意图。

图2是本发明实施例的信标拓扑图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明提出的一种基于可见光通信的定位方法及系统进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方法仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明可用于商城、仓库等环境下，在GPS等传统室外定位方式失效，而基于WiFi的传统室内定位方法的米级精度和反应速度难以达到需求的情况下，可采用本发明，利用室内预先布设的经过改造的LED等照明灯具，实现定位。从而为室内移动的人、电子设备、无人系统等提供位置服务。此外，本发明也能够在需要的时候应用于室外环境，例如使用无人机、路灯等作为光源信标。

首先，本发明提出一种新型信标标识信息的调制方法。该方法利用了传统无线通信技术中的前向冗余纠错编码原理，让每个LED信标不再像传统方式一样仅发送自己的信标ID，而是发送经过冗余编码后的信息，这些信息由该信标的ID和其他信息(由本发明所设计)哈希而来。基于该调制方法，每个待定位者A在接收到各个信标所发送出的信息时，即使某几次信息的接收是不完整的、或是错误的，但是这些信息将被A保存起来，A无须像现有定位机制一样必须站在该信标下等待直至正确解码，而是可以继续前进；随着A在持续行进的过程中，接受到其他信标所发送的信标信息，随着这些信标信息的积累，A既可以以更快的速度解码出新遇到的信标的准确ID(即使新遇到的信标所发送的标识信息是不完整或者是错误的)，又可以准确恢复出它之前所路过的信标的ID。这样做的好处是：A在整个定位过程中，A识别出信标的准确性更高、反应速度更快，且A无须在任何一个信标下刻意等待。

其次，基于上述信标标识信息的调制方法，我们提出一体化的信标布局与ID编码方案。

再次，我们分别针对不同架构的接收端，提出一种低计算复杂度的摄像头接收及解码算法和一种低计算复杂度的光敏传感器接收及解码算法。

最后，基于上述方案，提出了适用于高容错可见光定位的设备，包括信标和接收端；其中，信标由LED发光照明前端、恒流驱动电源、编码调制控制器组成；接收端可由摄像头+图像解码端，或光敏传感器+解码模块，两种方式组成。

以下，将介绍本发明所述新型信标标识信息的调制方法的原理基础，无速率编码技术。

无速率编码技术，其核心思想是发送端源源不断地编码和生成码元，接收端在接收到一定量的码元后就能以一个很高的概率成功解码数据。即发送端无需了解信道环境，就能持续以高比特速率编码和发送数据，直到接收端成功解码数据再开始后续数据的发送。无速率编码的编码过程如图1所示。

假设发送端要发送p个数据包，发送端源源不断的生成和发送码元，当接收端接收到p(1+ε)个数据包时，接收端就可以根据这些收到的数据包以一个很高的概率成功解码数据。如果在接收过程当中发生了丢包，接收端只需要继续等待，直到收到p(1+ε)个数据包为止。在这个过程当中，假设发送端实际发送的数据包为p(1+ε’)，每个数据包中包含m个比特，那么此时发送端发送编码数据的速率为：

无速率的思想就是发送端使用的编码算法没有固定速率，它可以根据信道质量的改变自适应变化，无需任何被动调节，也就可以在不存在反馈信道的可见光通信系统中，最大限度地逼近香农信道容量，在保证数据传输可靠性的同时大大提升系统吞吐率。

基于无速率编码技术原理，本发明提出多源无速率信标编码技术。简而言之，就是对整个定位场景下所有的信标LED所发送的数据包进行编码，编码的目的是使不同信标LED所发送的冗余包存在互助价值，即，待定位终端A在接收到信标L1所发送的、包含了L1的信标ID的信息后，该信息不仅可用于识别L1，还可以帮助A在通过另一个相邻信标L2时，更快、更准确地解出L2所发送的信标标识信息。该过程可详述为：

假设A接收到来自L1发送的(1+n)p位信息，该信息包含了L1自身的信标信息(共p位)和部分其邻居节点(记为n个)的信标信息(共np位)，任何一个LED信标均不间断发送码元，当接收端先后从不同信标LED处接收到(1+n)p(1+ε)个数据位时，接收端就可以根据这些收到的数据位以一个很高的概率成功解码出数据，也就是LED信标的信标标识信息。如果在接收过程当中发生了丢位、错失，待定位端A只需要继续前进而不需刻意等待，直到其在通行过其他LED信标时，接收够(1+n)p(1+ε)个数据位为止。

具体实施细节包括以下部分：

一、信标布局及联合编码方法

在实际实施过程中，LED信标无须刻意保持特殊布局即可实现本发明所述的编码方法。优选的，作为一种最为常见的位置布局，如图2所示：共9个LED信标光源，每个光源与临近光源只有上下左右4种位置关系，如图1所示。每个光源赋予唯一的ID(1,2,…,9)。设置每个光源i对应一个c比特长度的状态S_i(i＝1,2,…,9)且S₀＝0。那么以5号可见光源为例说明每个光源发送的信息。5号光源在一个周期内发送的信息为以下4个哈希结果的串连：h(S₂,5)、h(S₄,5)、h(S₆,5)、h(S₈,5)。

这里，本发明图2中，为简便举例，仅将上下左右4种关系列入邻接关系。但是，在实际中，斜角的相邻等关系，如图2中的5和7也是相邻关系。本发明在计入这种斜角的关系时，只需在节点5发送的数据串连中，也将7等计入，即，仍然以5为例，其发送的即为8个哈希结果的串连：h(S₁,5)、h(S₂,5)、h(S₃,5)、h(S₄,5)、h(S₆,5)、h(S₇,5)、h(S₈,5)、h(S₉,5)。

其中，假设光源i在四个方向中的任意一个方向上没有临近光源(即光源i位于矩形边界上)，则这个方向上发送的哈希值为h(S₀,i)，如1号光源在一个周期内发送的信息为以下4个哈希结果的串连：

h(S₀,1)、h(S₀,1)、h(S₂,1)、h(S₄,1)

每个可见光源以上述方法循环发送4个方向上的哈希值。假设接收端此时进入此矩形区域，在拥有先验信息时，接收端猜测此时自己的位置一定在1号、2号、3号、4号、6号、7号、8号、9号这8个光源中的其中一个光源下，因此，接收端将在一个周期内接收到的4个哈希值分别与h(S₀,1)、h(S₀,2)、h(S₀,3)、h(S₀,4)、h(S₀,6)、h(S₀,7)、h(S₀,8)、h(S₀,9)这8个哈希值进行比较，计算汉明距离，并选择其中一个汉明距离最小的一个值作为最后定位结果。如此时接收端发现h(S₀,1)与接收到的4个哈希值中的某一个哈希值之间的汉明距离最小，则接收端认为此时自己处于1号光源下。后面的定位做法与此同理。

以接收端从2号光源进入5号光源为例：

接收端在2号光源接收到的信息为以下4个哈希结果的串连：

h(S₀,2)、h(S₁,2)、h(S₃,2)、h(S₅,2)

在走至光源5位置后，接收到5所发送的信息为以下4个哈希结果的串连：

h(S₂,5)、h(S₄,5)、h(S₆,5)、h(S₈,5)

接收端定位出自身目前处于2号光源位置下之后，根据光源的位置信息可知下一个位置可能为1号、3号、5号这3个位置，因此如果此时接收端实际在5号位置，由于5号光源发送的信息为以下4个哈希结果的串联：

h(S₂,5)、h(S₄,5)、h(S₆,5)、h(S₈,5)

经过将h(S₂,1)、h(S₂,3)、h(S₂,5)分别与h(S₂,5)、h(S₄,5)、h(S₆,5)、h(S₈,5)进行对比，发现其中汉明距离最小的为h(S₂,5)，因此断定此时的位置是5号光源下。

经过哈希可获知h(S₂,5)与所接收信息最为接近，可知接收端为从2进入5范围内。

通过合理的哈希函数构建，即使在上述位的接收中出现问题，由于采用汉明距离判断，仍然能够以极大概率准确判断出接收端真实所处的光源位置。

二、哈希函数构建

作为一种优选的方案，本发明采用lookup3函数(lookup3是一种公知的哈希函数)作为哈希函数(记为lookup3hash)，其有两个输入(记为input1,input2)和一个32位的输出(记为output)：

output＝lookup3hash(input1,input2)

其特点是输入的数值即使仅有一位的差异，其哈希结果也大不相同。lookup3函数哈希的过程如下(以python代码举例)：

首先利用生成一个拥有三个元素的数组，并将这个数组定义为新的output1，如下式：

output1＝return numpy.array([0xdeadbeef+output1]*3,dtype＝numpy.uint32)；

为了方便后面的运算和阅读，定义逻辑操作如下：

defrot(x,k):return(((x)<<(k))|((x)>>(32-(k))))

即，函数rot(x,k)为返回((x)<<(k))|((x)>>(32-(k)))这一操作的结果。依照上面定义的逻辑操作，依次对output1[0]、output1[1]、output1[2]以及output2进行如下操作：

output1[1]+＝output2

output1[2]^＝output1[1]；output1[2]-＝rot(output1[1],14)；

output1[0]^＝output1[2]；output1[0]-＝rot(output1[2],11)；

output1[1]^＝output1[0]；output1[1]-＝rot(output1[0],25)；

output1[2]^＝output1[1]；output1[2]-＝rot(output1[1],16)；

output1[0]^＝output1[2]；output1[0]-＝rot(output1[2],4)；

output1[1]^＝output1[0]；output1[1]-＝rot(output1[0],14)；

操作完成后，取出output1[2]即为最终的输出结果：

output＝output1[2]

三、接收端优化方案

当前，定位系统接收测计算复杂度高，是阻碍可见光定位系统大规模实施的一个关键问题。

在本发明中，发送端编码方式能够显著降低信息在接收端被接收并正确解码的难度。

1、当接收端采用光敏传感器时：

不再需要严格时间同步，且降低了对接收端采样准确率的需求。

具体地，设置固定阈值T对接收到的光强所转化的模拟量电压值进行截止式筛取。仅需要根据当日外部环境光强度修正T，然而对于室内商场等环境，T的修正是不频繁的。

在设置T后，光强度超过阈值即为1，低于阈值即为0。环境光影响下该方法会带来一定位的误差，在传统方法下难以避免，从而引起效率的降低。但在本方法中，受到影响明显降低。

其次，接收端为避免采样误差一般需要时间同步，避免对一个信号进行多次重复采样或漏采。基于本方法的冗余设置，可对接收端进行简单设置，设置其采样间隔速率及间隔与发送端位速率和间隔一致。这样的设置方法极大降低了接收端系统实现难度，然而难以被其他方法所接受。但对于本发明所设计的系统而言，部分位、乃至部分信标的错失都是可以接受的。

2、当接收端采用摄像头时：

传统方法必须将在每个灯下所采集的信号所产生的图片进行拼接，从而恢复出完整的数据。由于传统方法中信标需调制为较长位串，从而导致一次完整的信标信息往往难以被一张图片采集，这种拼接是必要的。而拼接过程需要考虑到位匹配等问题，从而带来极大的计算量。

在本发明中，通过哈希函数和冗余发送的设计，首先，我们可以自定义信标信息位串的位数，并结合对摄像头快门速度的考虑实现联合设计。其次，对个别位的错失往往不会影响最终结果的确定。因此，在本发明所设计的系统中无须用户终端对图像进行拼接(仅依托每帧独立图像中所包含的有限数据位进行解码，并积累，就能够最终解码出结果)，从而极大降低了计算量，使可见光定位能够被实施在用户手机等终端上，而不是像现有技术一样只能将该流程上载至服务器才能完成。

其次，对个别位错误的可容忍特性，使传统图像识别算法所需要的精度和计算复杂度极大降低，该部分算法所需的优化需求极大降低。相关算法仍可沿用该领域常用算法。具体地，目前相机作为接收端主要依托以卷帘快门(Rolling Shutter)成像原理形成的图像，并在该图像基础上进行解码。其方法主要是黑白条个数的检测和黑白条间宽的识别。然而，由于晖散效应等，最终成像的图像，黑白条之间可能存在边界不清晰等问题，导致个别窄条会难以识别，个别宽度会被误判，从而导致解码错误。相对地，基于本发明的解码方式，这些个别位的误差，不会对最终结果产生大的影响。因此，方法上仍然可沿用传统黑白条检测算法和宽度检测算法，且无需对这些算法的计算精度有过高苛求和提升，从而降低了对解码端计算性能的需求。

四、进一步提高定位精度：

本发明中的例子采用了最直观的临近式定位方法，该方法能保证定位精度最高可达到等值于光源间的最小距离。为达到更高精度的定位，可以采用三角定位方法或图像分析方法，上述两种方法均可采用现有技术，本发明中方案同时为一种信标识别的增强方法，不会对现有方法产生额外干扰和适配需求。这也是本发明的优点之一。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的变更与修改，故本发明的保护范围当视权利要求书保护范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种基于可见光通信的定位方法，其特征在于，包括：

调制发射步骤，以定位范围内的光源作为信标，设置多个该信标并使每个该信标具有唯一的标识信息，第一信标为该信标中的任一信标，根据该第一信标和与之相邻信标的标识信息，调制为p个数据位的该第一信标的位置信息，以固定周期发射该位置信息，p为正整数；

解码定位步骤，第二信标为用户所处位置对应的信标，第三信标为与该第二信标相邻的该信标，该第三信标为n个，该用户通过接收端以固定周期持续接收该第二信标和该第三信标发射的该位置信息，将接收的多个该位置信息保存为累积信息，对该累积信息解码得到定位信息，通过该定位信息得到该第二信标的位置并作为第一定位值，用以定位该用户所处位置，n为正整数。

2.如权利要求1所述的基于可见光通信的定位方法，其特征在于，该解码定位步骤具体包括：

接收步骤，该用户接收一个该固定周期内该第二信标和该第三信标发射的该位置信息，形成(1+n)p个数据位的接收信息；并将多个连续的该固定周期形成的该接收信息保存为累积信息；

解码步骤，当该累积信息的数据位大于等于q个时，对最近接收的q个数据位的该累积信息解码得到定位信息，其中，q＝(1+n)p(1+ε)，q、ε为正整数；

定位步骤，将第m次解码得到的定位信息与第四信标的标识信息进行比较，以与该定位信息汉明距离最小的该标识信息得到该第二信标，并以该第二信标的位置为该第一定位值，该第一定位值具有第一定位精度，该第一定位精度最高值等值于该信标之间最小距离；其中，当m＝1时，该第四信标为该定位范围边缘的该信标；当m≥2时，该第四信标为第m-1次定位时的该第三信标，m为正整数。

3.如权利要求1所述的基于可见光通信的定位方法，其特征在于，当该接收端为光敏传感器时，设置光强度阈值，以获取该光敏传感器接收到的光信号所携带的该位置信息的编码，并转化为该位置信息；该光信号的强度大于该阈值时识别该编码为1，小于该阈值时识别为0；设置该光敏传感器采样速率与该信标的该位置信息发送速率一致，设置该光敏传感器采样间隔与该信标的该位置信息发送间隔一致。

4.如权利要求1所述的基于可见光通信的定位方法，其特征在于，当该接收端为摄像头时，采用条纹检测图像识别算法来处理该摄像头接收的图像，对该图像逐一解码，以获取该图像所携带的该位置信息。

5.如权利要求1或2所述的基于可见光通信的定位方法，其特征在于，该解码定位步骤后，还包括：

精确定位步骤，将该解码定位步骤中获得的该第一定位值，通过三角定位方法或图像分析方法，获得该用户所处位置的第二定位值，该第二定位值具有第二定位精度，该第二定位精度高于该第一定位精度。

6.一种基于可见光通信的定位系统，其特征在于，使用如权利要求1-5任一项所述的基于可见光通信的定位方法，该系统包括：

调制发射模块，用于在定位范围内的光源为信标，设置多个该信标并使每个该信标具有唯一的标识信息，根据第一信标和与之相邻信标的标识信息，调制为p个数据位的该第一信标的位置信息，以固定周期发射该位置信息，其中该第一信标为该信标中的任一信标，p为正整数；

解码定位模块，用于该用户以固定周期持续接收第二信标和第三信标发射的该位置信息，将接收的多个该位置信息保存为累积信息，对该累积信息解码得到定位信息，通过该定位信息得到该第二信标的位置并作为第一定位值，用以定位该用户所处位置，其中该第二信标为用户所处位置对应的信标，该第三信标为与该第二信标相邻的该信标，该第三信标为n个，n为正整数。

7.如权利要求6所述的基于可见光通信的定位系统，其特征在于，该调制发射模块具体包括该信标、恒流驱动电源和编码调制控制器，其中该信标为LED发光照明前端，用于发送信标信息，该恒流驱动电源用于为该LED发光照明前端提供电源，该编码调制控制器用于对该信标的标识信息进行调制。

8.如权利要求6所述的基于可见光通信的定位系统，其特征在于，该解码定位模块具体包括：

接收模块，包括用于该用户通过接收端接收该第二信标和该第三信标在一个该固定周期的发射的该位置信息，以形成(1+n)p个数据位的接收信息；并将多个连续的该固定周期形成的该接收信息保存为累积信息；

解码模块，用于当该累积信息的数据位大于等于q个时，对最近接收的q个数据位的该累积信息解码得到定位信息，其中，q＝(1+n)p(1+ε)，q、ε为正整数；

定位模块，用于将第m次解码得到的定位信息与第四信标的标识信息进行比较，以与该定位信息汉明距离最小的该标识信息得到该第二信标，并以该第二信标位置为该第一定位值，该第一定位值具有第一定位精度，该第一定位精度最高值等值于该信标之间最小距离；其中，当m＝1时，该第四信标为该定位范围边缘的该信标；当m≥2时，该第四信标为与第m-1次定位时的该第三信标，m为正整数。

9.如权利要求8所述的基于可见光通信的定位系统，其特征在于，该接收端为光敏传感器或摄像头；

当该接收端为光敏传感器时，设置光强度阈值，以获取该光敏传感器接收到的光信号所携带的该位置信息的编码，并转化为该位置信息；该光信号的强度大于该阈值时识别该编码为1，小于该阈值时识别为0；设置该光敏传感器采样速率与该信标的该位置信息发送速率一致，设置该光敏传感器采样间隔与该信标的该位置信息发送间隔一致；

当该接收端为摄像头时，采用条纹检测图像识别算法来处理该摄像头的接收图像，对该接收图像逐一解码，以获取该接收图像所携带的该位置信息。

10.如权利要求6所述的基于可见光通信的定位系统，其特征在于，还包括：

精确定位模块，用于将该解码定位模块获得的该第一定位值，通过三角定位方法或图像分析方法，获得该用户所处位置的第二定位值，该第二定位值具有第二定位精度，该第二定位精度高于该第一定位精度。