ni~2.0rm
[0024] (5)计算接收的数据光信号所对应LED灯与接收端的估算水平距离^计算公式为
[0025] (6)进行初步位置估算：
[0026] a、当接收端接收到3个不在同一直线上的LED灯或4个以上LED灯的数据光信号 时，选择接收的数据光信号功率强度最大的k个LED灯，k多3,根据三角定位法计算初始三 维坐标（名)，f。，念。)，初始三维坐标中之)为步骤（4)中确定的接收端的估算高度，计算公 式为：
[0029] b、当接收端仅接收到3个共线的LED灯的数据光信号时，通过公式 (之,幻=((Xa+Xb)/2,（Y，Yh)/ 2)计算初始三维坐标（名，4 g。）,其中方程组 ①的解，XjPYb为方程组②的解，x#Py2分别为位于中间的LED灯的横坐标和纵坐标，方 程组①和方程组②分别为：
[0032] c、当接收端仅接收到2个LED灯的数据光信号时，计算初始三维坐标(之，爲， 4),其中爲和爲为方程组③的解，方程组③为：
[0034] d、当接收端仅接收到1个LED灯的数据光信号时，则初始三维坐标(2fl, 4 !〇) =(Xi:< yi,鳥），其中xjp y身别为该LED灯的横坐标和纵坐标；
[0035] (7)对初始三维坐标（名，进行非线性拟合修正，得到修正坐标(χ，γ, Z)=(烏±fA, $±gA, ^±1ιΛ)，使用置信域方法对修正坐标（X，Y，Z)的坐标值进行修 正迭代，直到非线性拟合算子|收敛，此时的修正坐标（X，γ，ζ)即为定位坐标非 线性拟合算子备的计算公式为：
[0037] 其中
f、g和h均为随机整数， 1为迭代次数，Λ为设定的增量；
[0038] (8)将定位坐标Utfj)发送至用户，配合对应的室内地图进行导航。
[0039] 步骤⑵中将各LED灯的ID编码以时分复用的形式加载到LED灯发射的光信号的 具体内容为，设计由帧头和定位时段组成的定位数据帧，其中帧头确定所发送的定位时段， 定位时段等分为2个以上时隙，分别记作时隙1、时隙2……，定位时段标志对应LED灯发光 的时隙，各LED灯按照与其对应的时隙发光照明。
[0040] 本发明还对应提供了一种用于上述方法的室内定位导航装置，至少包括发射端和 接收端，所述发射端包括依次电性连接的控制器A、驱动电路和LED灯阵列，所述驱动电路 包括2个以上驱动芯片，所述LED灯阵列由2个以上呈矩形网格排布的LED灯构成，LED灯 阵列中各LED灯分别由各驱动芯片驱动动作；所述接收端包括光电接收电路、信号调理电 路、控制器B和用户界面，光电接收电路和信号调理电路连接控制器B的输入端，用户界面 连接控制器B的输出端。
[0041] 驱动芯片由M0S管构成，驱动芯片的开关频率不小于1MHz。
[0042] LED灯阵列中相邻两个LED灯间隔lm~2m。
[0043] 所述光电接收电路为PIN光电二极管。
[0044] 所述信号调理电路由低噪声放大电路和低通滤波电路构成。
[0045] 所述控制器A为支持IEEE1588硬件时间同步协议的高速以太网单片机，控制器B 为内部带有A/D转换电路和译码电路的单片机。
[0046] 所述接收端封装于可穿戴物品或固定夹上。
[0047] 由上述技术方案可知，本发明提供的室内定位导航方法，各LED灯的所发射的数 据光信号的功率变化不同，即各LED灯拥有不同且唯一的ID编码，接收端接收不同LED灯 的所发射的数据光信号后，通过RSS距离估计算法，得出相对于参考点的距离信息，最后通 过多点定位拟合算法，估计出接收端的坐标位置，将数据通过解码及误码校验过程，得出要 推送的信息并发送至用户，本发明在提供位置服务的同时，保持了照明效果，从而降低了 部分（发射端）成本；为减少本方法的运算量，提高运算时间，本方法选取有限个（k多3) 功率值相对较强的数据光信号，并通过上述k个数据光信号计算用户的初始三维坐标 (1。，冬）,随后通过非线性拟合算法对初始三维坐标(1〇，鳥，I。)进行修正，使用置信 域方法对非线性拟合算子I进行迭代计算至非线性拟合算子收敛，非线性拟合算子爲代 表通过初始三维坐标（Λ，客，计算得到的接收端与对应灯的空间距离和估算得到 的估算空间距离是之间的差值，％收敛时差值最小，可视为该坐标与接收端的实际坐标近 似一致，选取此时的修正坐标（X，Y，Z)作为定位坐标(f,]>，乏）。
[0048] 本发明选用的时分多址（TDMA)让每个LED灯轮流发射信号，时分多址（TDMA)的N 个时隙（信道）在时间轴上互不重叠，满足时间正交性，把时间分割成周期性的帧（对应本 申请为定位时段），每一帧（定位时段）再分割成若干个时隙向接收端发送信号，在满足定 时和同步的条件下众多LED发射端发射的信号都按顺序安排在给定的时隙中传输，各接收 端接收到具有唯一编码的发射信号，就能在不同信号中区分不同LED灯并获得与该LED灯 之间的距离变化。
[0049] 本发明提供的ID编码由位置编码和识别码构成，其中位置编码为Μ位二进制字符 串，位置编码与LED灯所在的三维空间坐标（Xl，yi，Zl)相对应，Μ位二进制字符串分为三部 分，依次代表LED灯所在的三维空间坐标Xl、yjP z i和的具体数值，该坐标在安装各LED灯 时即可确认，用于粗略确定目标的位置；识别码为N位二进制字符串，识别码中" 1"表示亮， 对应的LED灯发射功率为Ρρ "0"表示暗，各LED灯的识别码不同且唯一，识别码表征对应 的LED灯发射功率的变化形式，因此各LED灯在提供定位服务时相互独立，彼此无影响，故 本发明提供的方法在个别灯泡损坏的情况下仍可为用户提供精确的定位服务，设定P2, P1:P2= 10 :6~10 :9,肉眼难以识别LED灯的明暗变化，对LED灯照明无影响，各ID编码的识 别码中"0"的个数相同，即保证各LED灯的总发光功率相同，符合照明用灯的使用要求。
[0050] LED灯的ID编码包括位置编码和识别码两部分，其中位置编码与LED灯所在的楼 层及房间号相对应，用于；识别码为N位二进制字符串，识别码中" 1"表示亮，对应的LED灯 发射功率为PiZ'0"表示暗，对应发射功率是P2，Pi> P2，限定两个功率差值在2W以内，则各 ID编码的识别码中"0"和"1"的个数分别相同，以确保各LED灯的总功率相同。
[0051] 本发明提供的室内定位导航装置，由控制器A、驱动电路和LED灯阵列构成发射 端，LED灯阵列同时为室内照明系统，本装置的LED灯阵列由多个呈矩形网格排布LED灯构 成，各LED灯分别由对应的驱动电路进行控制，可达到误差小于lus的时间同步精度；为保 证LED灯的明暗变化不影响其照明功能，选用由M0S管组成的驱动芯片构成的电流自动控 制开关，M0S管组成的驱动开关频率不小于1M，使得输出电流（LED灯的功率）不断变化但 人眼难以识别。
[0052] 接收端包括光电接收电路、信号调理电路、控制器B和用户界面，光电接收电路采 用接收靶面较大的PIN光电二极管，在降低成本的同时，能够检测接收到较微弱的光信号； 信号调