CN109194399B - 利用可见光无线通信实现车辆定位导航的方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用可见光无线通信实现车辆定位导航的方法及其系统，方法包括：照明端接收乘客信息服务器发送的当前车辆的位置信息；对所述位置信息进行编码；将编码后的位置信息发送至照明端的驱动电源；所述驱动电源控制照明端的LED灯具向客户端发射LiFi信号，所述LiFi信号包括编码后的位置信息；客户端对接收到的LiFi信号进行解码，获取当前车辆的位置信息。无需通过GPS就可以实现定位导航，使用方便。本发明充分利用已有的设备来获取位置信息，成本低，易于实现，适用于地铁车辆的定位导航。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种利用可见光无线通信实现车辆定位导航的方法及其系统。
背景技术
LiFi(Light Fidelity)，全称为可见光无线通信，是一种利用可见光波谱(如灯泡发出的光)进行数据传输的全新无线传输技术。LiFi是运用已铺设好的设备(无处不在的LED灯)，通过在灯泡上植入一个微小的芯片形成类似于AP(WiFi热点)的设备，使终端随时能接入网络。该技术通过改变房间照明光线的闪烁频率进行数据传输，只要在室内开启电灯，无需WiFi也便可接入互联网。
2013年10月15日，复旦大学信息学院在实验室成功实现了利用屋内可见光进行网络信号传输，研究人员将网络信号接入一盏1W的LED灯珠，最高上网速率可达3.25G，平均上网速率达到150M，堪称世界最快的“灯光上网”。
与现有WiFi相比，LiFi既安全又经济。WiFi依赖看不见的无线电波进行数据传输，设备功率越来越大，局部电磁辐射势必增强，无线信号穿墙而过，网络信息也不安全。这些安全隐患，在可见光通讯中“一扫而光”。而且，光谱比无线电频谱大10000倍，意味着更大的带宽和更高的速度，网络设置又几乎不需要任何新的基础设施。
地铁车辆已经是现在城市公共交通非常普遍的交通方式，但是乘坐地铁时还是有诸多不便，例如，现在城市规模越来越大，人们并不是对所有的地铁网络及站点都非常熟悉，在去一个不太熟悉的地方通过各种标识不一定能够非常顺利地到达。而且目前的手机导航系统需要依靠GPS，在地铁里时GPS定位是非常不准确的，不能很好地实现在地铁网络内部的导航。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用可见光无线通信实现车辆定位导航的方法及其系统，可以实时获取位置信息，实现定位导航，使用方便。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种利用可见光无线通信实现车辆定位导航的方法，包括：
照明端接收乘客信息服务器发送的当前车辆的位置信息；
对所述位置信息进行编码；
将编码后的位置信息发送至照明端的驱动电源；
所述驱动电源控制照明端的LED灯具向客户端发射LiFi信号，所述LiFi信号包括编码后的位置信息；
客户端对接收到的LiFi信号进行解码，获取当前车辆的位置信息。
本发明采用的另一技术方案为：
一种利用可见光无线通信实现车辆定位导航的系统，包括：
乘客信息服务器；
照明端，包括第一处理器、第一存储器以及存储在第一存储器上并可在第一处理器上运行的第一计算机程序，
客户端，包括第二处理器、第二存储器以及存储在第二存储器上并可在第二处理器上运行的第二计算机程序，
所述第一处理器执行所述第一计算机程序时实现以下步骤：
接收乘客信息服务器发送的当前车辆的位置信息；
对所述位置信息进行编码；
将编码后的位置信息发送至照明端的驱动电源；
所述驱动电源控制照明端的LED灯具向客户端发射LiFi信号，所述LiFi信号包括编码后的位置信息；
所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现以下步骤：
对收到的LiFi信号进行解码，获取当前车辆的位置信息。
本发明的有益效果在于：通过乘客服务器可以获取当前车辆的位置信息，然后通过照明端的LED灯具可以向客户端发射LiFi信号，客户端通过对接收到的LiFi信号进行解码就可实时获取当前车辆的位置信息，无需通过GPS就可以实现定位导航，使用方便。本发明充分利用已有的设备来获取位置信息，成本低，易于实现，适用于地铁车辆的定位导航。
附图说明
图1为本发明实施例一的利用可见光通信实现车辆定位导航的方法的流程图；
图2为本发明实施例一的利用可见光通信实现车辆定位导航的方法的另一流程图；
图3为为本发明实施例二的利用可见光通信实现车辆定位导航的系统的示意图。
标号说明：
1、乘客信息服务器；2、第三处理器；3、第三存储器；4、照明端；5、第一处理器；6、第一存储器；7、客户端；8、第二处理器；9、第二存储器。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：通过乘客服务器获取当前车辆的位置信息，然后通过照明端的LED灯具向客户端发射LiFi信号，客户端通过对接收到的LiFi信号进行解码就可实时获取当前车辆的位置信息，无需通过GPS就可以实现定位导航，使用方便。
请参照图1以及图2，一种利用可见光无线通信实现车辆定位导航的方法，包括：
照明端接收乘客信息服务器发送的当前车辆的位置信息；
对所述位置信息进行编码；
将编码后的位置信息发送至照明端的驱动电源；
所述驱动电源控制照明端的LED灯具向客户端发射LiFi信号，所述LiFi信号包括编码后的位置信息；
客户端对接收到的LiFi信号进行解码，获取当前车辆的位置信息。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过乘客服务器可以获取当前车辆的位置信息，然后通过照明端的LED灯具可以向客户端发射LiFi信号，客户端通过对接收到的LiFi信号进行解码就可实时获取当前车辆的位置信息，无需通过GPS就可以实现定位导航，使用方便。本发明充分利用已有的设备来获取位置信息，成本低，易于实现，适用于地铁车辆的定位导航。乘客信息服务器即乘客信息系统(Passenger Information System，PIS)，通过乘客信息服务器可以实时获取每一个地铁车辆的位置信息。照明端的LED灯具即为地铁车厢顶部设的LED灯，只要有灯光的地方都能接收到LiFi信号。
进一步的，所述照明端接收乘客信息服务器发送的当前车辆的位置信息之前还包括：
乘客信息服务器间隔预设时间获取当前车辆的位置信息；
判断所述当前车辆的位置信息与当前车辆的上一位置信息是否相同；
若否，则将当前车辆的位置信息发送至照明端。
由上述描述可知，乘客信息服务器每隔一定的时间就更新当前车辆的位置信息，当得到的当前车辆的位置信息发生变化后就通过照明端发送至客户端，客户端可以随时掌握地铁车辆位置的变化，实现定位导航，预设时间的长短可以根据需要进行设置，间隔时间越短则得到的位置信息越准确。
进一步的，还包括：
在客户端预设车辆网络信息；
分别获取起始位置信息和终点位置信息；
根据所述起始位置信息和终点位置信息在车辆网络信息中进行匹配，获取路线信息。
由上述描述可知，用户可以根据需要设置起始位置信息和终点位置信息，得到相应的路线信息，结合路线信息和当前车辆的位置信息，用户可以很清楚地了解自己距离目的地还剩几站，方便用户出行，整个过程可以在客户端上通过相应的APP来实现。
进一步的，所述客户端对收到的LiFi信号进行解码之前还包括：判断接收到的信号是否为LiFi信号。
由上述描述可知，由于客户端可以接收到不同的信号，因此需要预先判断接收到的是否为LiFi信号。
请参照图3，本发明涉及的另一技术方案为：
一种利用可见光无线通信实现车辆定位导航的系统，包括：
乘客信息服务器；
照明端，包括第一处理器、第一存储器以及存储在第一存储器上并可在第一处理器上运行的第一计算机程序，
客户端，包括第二处理器、第二存储器以及存储在第二存储器上并可在第二处理器上运行的第二计算机程序，
所述第一处理器执行所述第一计算机程序时实现以下步骤：
接收乘客信息服务器发送的当前车辆的位置信息；
对所述位置信息进行编码；
将编码后的位置信息发送至照明端的驱动电源；
所述驱动电源控制照明端的LED灯具向客户端发射LiFi信号，所述LiFi信号包括编码后的位置信息；
所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现以下步骤：
对收到的LiFi信号进行解码，获取当前车辆的位置信息。
由上述描述可知，照明端接收到乘客信息服务器发送的当前车辆的位置信息，然后照明端的控制器对位置信息进行编码，控制器将编码后的位置信息发送至驱动电源。客户端通过前置摄像头和感光传感器进行LiFi信号的接收和解码，为了便于客户端进行解码，照明端将位置信息按照统一格式进行编码，由于不同客户端的前置摄像头的参数会不同，因此也需要开发出相应的解码插件安装在客户端上。
进一步的，所述乘客信息服务器包括第三处理器、第三存储器以及存储在第三存储器上并可在第三处理器上运行的第三计算机程序，
所述第三处理器执行所述第三计算机程序时实现以下步骤：
间隔预设时间获取当前车辆的位置信息；
判断所述当前车辆的位置信息与当前车辆的上一位置信息是否相同；
若否，则将当前车辆的位置信息发送至照明端。
进一步的，所述第二处理器执行所述第二计算机程序时还实现以下步骤：
预设车辆网络信息；
分别获取起始位置信息和终点位置信息；
根据所述起始位置信息和终点位置信息在车辆网络信息中进行匹配，获取路线信息。
进一步的，所述第二处理器执行所述第二计算机程序时还实现以下步骤：
对收到的LiFi信号进行解码之前还包括：
判断接收到的信号是否为LiFi信号。
请参照图1及图2，本发明的实施例一为：
如图1所示的利用可见光通信实现车辆定位导航的方法，包括如下步骤：
S1、照明端接收乘客信息服务器发送的当前车辆的位置信息。乘客信息服务器可以实时获取各个车辆的位置信息。
S2、对所述位置信息进行编码。具体的，通过照明端的控制器对位置信息进行编码。
S3、将编码后的位置信息发送至照明端的驱动电源。
S4、所述驱动电源控制照明端的LED灯具向客户端发射LiFi信号，所述LiFi信号包括编码后的位置信息。具体的，通过LED灯光的快速通断来实现LiFi信号的传递，LiFi信号的载波频率在1kHz～6kHz之间，与目前LED灯具采用的PWM调光频率并不冲突。
S5、客户端对接收到的LiFi信号进行解码，获取当前车辆的位置信息。步骤S5之前，还包括判断接收到的信号是否为LiFi信号。只有当接收到的为LiFi信号时才进行相应的解码操作，可以在客户端上设置一个LiFi信号识别解码插件来实现。本实施例中，客户端可以为手机等移动终端，在客户端上设有前置摄像头和感光传感器。
如图2所示，步骤S1之前还包括：
S001、乘客信息服务器间隔预设时间获取当前车辆的位置信息；预设时间的长度可以根据需要进行设置，例如可以为30s。
S002、判断所述当前车辆的位置信息与当前车辆的上一位置信息是否相同；若是，则返回步骤S001；若否，则执行步骤S003。本实施中，当地铁车辆进站后，就会进行位置信息的更新，以便用户实时知晓当前站点。
S003、将当前车辆的位置信息发送至照明端。
本实施例中，还包括：
S004、在客户端预设车辆网络信息；车辆网络信息包括不同线路的车辆站点信息。
S005、分别获取起始位置信息和终点位置信息；起始位置信息和终点位置信息可以根据用户的需要进行设置。
S006、根据所述起始位置信息和终点位置信息在车辆网络信息中进行匹配，获取路线信息。
S004～S005可以通过在客户端上安装乘坐地铁的APP来实现。
请参照图3，本发明的实施例二为：
一种利用可见光无线通信实现车辆定位导航的系统，包括：
乘客信息服务器1；
照明端4，包括第一处理器5、第一存储器6以及存储在第一存储器6上并可在第一处理器5上运行的第一计算机程序，
客户端7，包括第二处理器8、第二存储器9以及存储在第二存储器9上并可在第二处理器8上运行的第二计算机程序，
所述第一处理器5执行所述第一计算机程序时实现以下步骤：
接收乘客信息服务器1发送的当前车辆的位置信息；
对所述位置信息进行编码；
将编码后的位置信息发送至照明端4的驱动电源；
所述驱动电源控制照明端4的LED灯具向客户端7发射LiFi信号，所述LiFi信号包括编码后的位置信息；
所述第二处理器8执行所述第二计算机程序时实现以下步骤：
对收到的LiFi信号进行解码，获取当前车辆的位置信息。在这之前还包括：判断接收到的信号是否为LiFi信号。
本实施例中，所述乘客信息服务器1包括第三处理器2、第三存储器3以及存储在第三存储器3上并可在第三处理器2上运行的第三计算机程序，
所述第三处理器2执行所述第三计算机程序时实现以下步骤：
间隔预设时间获取当前车辆的位置信息；
判断所述当前车辆的位置信息与当前车辆的上一位置信息是否相同；
若否，则将当前车辆的位置信息发送至照明端4。
本实施例中，所述第二处理器8执行所述第二计算机程序时还实现以下步骤：
预设车辆网络信息；
分别获取起始位置信息和终点位置信息；
根据所述起始位置信息和终点位置信息在车辆网络信息中进行匹配，获取路线信息。
综上所述，本发明提供的利用可见光通信实现车辆定位导航的方法及其系统，无需通过GPS就可以实现定位导航，使用方便；充分利用已有的设备来获取位置信息，成本低，易于实现，适用于地铁车辆的定位导航。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种利用可见光无线通信实现车辆定位导航的方法，其特征在于，包括：
照明端接收乘客信息服务器发送的当前车辆的位置信息；
对所述位置信息进行编码；
将编码后的位置信息发送至照明端的驱动电源；
所述驱动电源控制照明端的LED灯具向客户端发射LiFi信号，所述LiFi信号包括编码后的位置信息；
客户端对接收到的LiFi信号进行解码，获取当前车辆的位置信息；
所述照明端的LED灯具为客户端所在车辆内装设的LED灯。
2.根据权利要求1所述的利用可见光无线通信实现车辆定位导航的方法，其特征在于，所述照明端接收乘客信息服务器发送的当前车辆的位置信息之前还包括：
乘客信息服务器间隔预设时间获取当前车辆的位置信息；
判断所述当前车辆的位置信息与当前车辆的上一位置信息是否相同；
若否，则将当前车辆的位置信息发送至照明端。
3.根据权利要求1所述的利用可见光无线通信实现车辆定位导航的方法，其特征在于，还包括：
在客户端预设车辆网络信息；
分别获取起始位置信息和终点位置信息；
根据所述起始位置信息和终点位置信息在车辆网络信息中进行匹配，获取路线信息。
4.根据权利要求1所述的利用可见光无线通信实现车辆定位导航的方法，其特征在于，所述客户端对收到的LiFi信号进行解码之前还包括：判断接收到的信号是否为LiFi信号。
5.一种利用可见光无线通信实现车辆定位导航的系统，其特征在于，包括：
乘客信息服务器；
照明端，包括第一处理器、第一存储器以及存储在第一存储器上并可在第一处理器上运行的第一计算机程序，
客户端，包括第二处理器、第二存储器以及存储在第二存储器上并可在第二处理器上运行的第二计算机程序，
所述第一处理器执行所述第一计算机程序时实现以下步骤：
接收乘客信息服务器发送的当前车辆的位置信息；
对所述位置信息进行编码；
将编码后的位置信息发送至照明端的驱动电源；
所述驱动电源控制照明端的LED灯具向客户端发射LiFi信号，所述LiFi信号包括编码后的位置信息；
所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现以下步骤：
对收到的LiFi信号进行解码，获取当前车辆的位置信息；
所述照明端的LED灯具为客户端所在车辆内装设的LED灯。
6.根据权利要求5所示的利用可见光无线通信实现车辆定位导航的系统，其特征在于，所述乘客信息服务器包括第三处理器、第三存储器以及存储在第三存储器上并可在第三处理器上运行的第三计算机程序，
所述第三处理器执行所述第三计算机程序时实现以下步骤：
间隔预设时间获取当前车辆的位置信息；
判断所述当前车辆的位置信息与当前车辆的上一位置信息是否相同；
若否，则将当前车辆的位置信息发送至照明端。
7.根据权利要求5所示的利用可见光无线通信实现车辆定位导航的系统，其特征在于，所述第二处理器执行所述第二计算机程序时还实现以下步骤：
预设车辆网络信息；
分别获取起始位置信息和终点位置信息；
根据所述起始位置信息和终点位置信息在车辆网络信息中进行匹配，获取路线信息。
8.根据权利要求5所示的利用可见光无线通信实现车辆定位导航的系统，其特征在于，所述第二处理器执行所述第二计算机程序时还实现以下步骤：
对收到的LiFi信号进行解码之前还包括：
判断接收到的信号是否为LiFi信号。
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