基于可见光的定位方法与流程

本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种基于可见光的定位方法。

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。通过在移动接收端内设置GPS定位模块，可以在室外为移动接收端提供较高的定位服务。然而，在人们活动较多的室内环境中，由于建筑物密集，GPS信号会受到遮挡，以致于利用GPS定位针对室内环境的定位性能较差。

技术实现要素：

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能够在室内准确地获取当前室内位置的基于可见光的定位方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：基于可见光的定位方法，用于由至少两个可见光发射端、至少一个智能移动接收端以及主控制终端所形成的室内可见光定位系统；主控制终端分别与各可见光发射端以及智能移动接收端通信连接；可见光发射端具有微处理器以及分别通信连接微处理器的LED光源、存储可见光发射端室内位置标识号的RFID标签、第一光电信号转换器、第一计时器和光信号发射器；LED光源为6x6矩阵的方形LED发光板，所述方形LED发光板具有36个晶格，各晶格内均匀地设置有黑光LED、蓝光LED、绿光LED和红光LED；各晶格内的黑光LED、蓝光LED、绿光LED以及红光LED均分别与微处理器通信连接；

所述智能移动接收端包括中央处理器以及分别连接中央处理器的第二计时器、光信号接收器、第二光电信号转换器、摄像头、位置匹配器和显示屏，位置匹配器分别连接第二光电信号转换器和显示屏，显示屏连接摄像头；

其特征在于，所述基于可见光的定位方法依次包括如下步骤1至步骤8：

步骤1，主控制终端获取其所处位置的室内地图，并对各可见光发射端在室内地图上的位置编号，以使得各可见光发射端利用对应自己的编号作为室内定位时的室内位置标识号；

步骤2，主控制终端预设光信号在预设时间段内的发射间隔时间，并将预设时间段内的发射间隔时间发送给各可见光发射端以及智能移动接收端；主控制终端发送包括有室内位置标识号的当前室内地图给智能移动接收端；

步骤3，各可见光发射端将自己对应的室内位置标识号转换为多维彩码；

步骤4，各可见光发射端中的微处理器根据多维彩码所对应的颜色以及对应颜色位置，命令LED光源上方形LED发光板内的黑光LED、蓝光LED、绿光LED和红光LED对应的启动，以使得方形LED发光板内各颜色的LED发出光线颜色与多维彩码中所对应位置的颜色相互一致；

步骤5，各可见光发射端中的第一光电信号转换器对可见光发射端对应的室内位置标识号进行光电信号转换，以将室内位置标识号转换为光信号，然后将转换后的光信号以单一颜色的可见光形式发射出去；

步骤6，智能移动接收端根据所接收的光信号发射间隔时间，利用光信号接收器接收附近的单一颜色的可见光，并利用第二光电信号转换器将接收的光信号转换为电信号，以获取得到对应附近位置的可见光发射端的室内位置标识号，并转至步骤8；

步骤7，智能移动接收端的显示屏将附近可见光发射端发送来的四种颜色光线所处的对应位置在显示屏的网格上显示出来，以形成对应的多维彩码形式，然后由智能移动接收端的摄像头扫描该多维彩码，从而由智能移动接收端得到附近位置的可见光发射端的室内位置标识号，并转至步骤8；

步骤8，智能移动接收端根据步骤6或/和步骤7中所得到的室内位置标识号在当前室内地图上匹配搜索，以在当前室内地图上搜索到与当前室内位置标识号相同的室内位置标识号，并以当前室内地图上所匹配搜索到的室内位置标识号作为智能移动接收端当前所处的具体室内位置，从而实现了智能移动接收端在室内的准确定位。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

首先，本发明中的定位方法由主控制终端对各可见光发射端在室内地图上的位置进行编号，以得到对应每个可见光发射端具体室内位置的室内位置标识号，从而智能移动接收端只要获知室内位置标识号即可以知道可见光发射端附近的具体室内位置，大大减少了定位时的计算量，减少了定位功耗，提高了定位效率；

其次，本发明中的定位方法将各可见光发射端的室内位置标识号以可见光的形式发射出去，并由智能移动接收端进行接收，获取到附近可见光发射端的室内位置标识号，然后将获取的室内位置标识号与室内地图上的位置标识号作匹配，从而只要在室内地图上找到一致的位置标识号即可以准确地知道智能移动接收端的当前室内位置，定位非常准确、高效；

再次，采取通过将各可见光发射端室内位置标识号转换为多维彩码的形式，以由可见光发射不同颜色的光线，进而由智能移动接收端扫描获取得到多维彩码内所包含的具体室内位置标识号，这样更加隐蔽且安全地将可见光发射端的具体室内位置标识号发送给了智能移动接收端，从而更加安全。

附图说明

图1为本发明实施例中基于可见光的定位方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中室内可见光定位系统的结构示意图；

图3为可见光发射端中内的方形LED发光板示意图。

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，本实施例基于可见光的定位方法，用于由至少两个可见光发射端、至少一个智能移动接收端以及主控制终端所形成的室内可见光定位系统；室内可见光定位系统参见图2中所示；主控制终端分别与各可见光发射端以及智能移动接收端通信连接；可见光发射端具有微处理器以及分别通信连接微处理器的LED光源、存储可见光发射端室内位置标识号的RFID标签、第一光电信号转换器、第一计时器和光信号发射器；第一光电信号转换器，负责将电信号转换为光信号，第一计时器，负责对发射光信号的时间间隔时间进行计时；LED光源为6x6矩阵的方形LED发光板，方形LED发光板具有36个晶格，各晶格内均匀地设置有黑光LED、蓝光LED、绿光LED和红光LED；各晶格内的黑光LED、蓝光LED、绿光LED以及红光LED均分别与微处理器通信连接；方形LED发光板内各黑光LED、蓝光LED、绿光LED以及红光LED对应的启动发出对应颜色的光线后，方形LED发光板便显示成了多维彩码的形式，其中多维彩码中包含了信息；方形LED发光板可以参见图3中所示；

智能移动接收端包括中央处理器以及分别连接中央处理器的第二计时器、光信号接收器、第二光电信号转换器、摄像头、位置匹配器和显示屏，位置匹配器分别连接第二光电信号转换器和显示屏，显示屏连接摄像头；第二光电信号转换器，负责将光信号转换为电信号；其中，本实施例中基于可见光的定位方法依次包括如下步骤1至步骤8：

步骤1，主控制终端获取其所处位置的室内地图，并对各可见光发射端在室内地图上的位置编号，以使得各可见光发射端利用对应自己的编号作为室内定位时的室内位置标识号；不同的可见光发射端对应着不同的位置标识号，这些位置标识号分别对应的位于室内地图上的不同位置，只要获知到其中一个可见光发射端的位置标识号，然后对应到室内地图上已标记的位置标识号就可以准确地知道当前可见光发射端在室内的具体位置；

步骤2，主控制终端预设光信号在预设时间段内的发射间隔时间，并将预设时间段内的发射间隔时间发送给各可见光发射端以及智能移动接收端；主控制终端发送包括有室内位置标识号的当前室内地图给智能移动接收端；

步骤3，各可见光发射端将自己对应的室内位置标识号转换为多维彩码；多维彩码类似于二维码，但多维彩码可以存储更大的信息量，多维彩码属于现有技术，此处不过多赘述；

步骤4，各可见光发射端中的微处理器根据多维彩码所对应的颜色以及对应颜色位置，命令LED光源上方形LED发光板内的黑光LED、蓝光LED、绿光LED和红光LED对应的启动，以使得方形LED发光板内各颜色的LED发出光线颜色与多维彩码中所对应位置的颜色相互一致；根据微处理器的命令，每一个晶格内的黑光LED、蓝光LED、绿光LED和红光LED只会启动其中一个颜色的LED；

步骤5，各可见光发射端中的第一光电信号转换器对可见光发射端对应的室内位置标识号进行光电信号转换，以将室内位置标识号转换为光信号，然后将转换后的光信号以单一颜色的可见光形式发射出去；

步骤6，智能移动接收端根据所接收的光信号发射间隔时间，利用光信号接收器接收附近的单一颜色的可见光，并利用第二光电信号转换器将接收的光信号转换为电信号，以获取得到对应附近位置的可见光发射端的室内位置标识号，并转至步骤8；

步骤7，智能移动接收端的显示屏将附近可见光发射端发送来的四种颜色光线所处的对应位置在显示屏的网格上显示出来，以形成对应的多维彩码形式，然后由智能移动接收端的摄像头扫描该多维彩码，从而由智能移动接收端得到附近位置的可见光发射端的室内位置标识号，并转至步骤8；

步骤8，智能移动接收端根据步骤6或/和步骤7中所得到的室内位置标识号在当前室内地图上匹配搜索，以在当前室内地图上搜索到与当前室内位置标识号相同的室内位置标识号，并以当前室内地图上所匹配搜索到的室内位置标识号作为智能移动接收端当前所处的具体室内位置，从而实现了智能移动接收端在室内的准确定位。