一种可见光定位系统及其工作方法与流程

本发明涉及一种可见光定位系统及其工作方法。

背景技术：

随着室外定位技术的发展，室内定位技术越来越受到广泛关注，成为一个热门的研究领域。室内定位技术主要是指对室内的人或事物进行定位，并提供一些基于定位的服务，如自动化机器人，追踪服务和导航协助。现如今一些技术和产品已经用于室内定位，如红外线定位技术，射频识别(RFID)定位技术，WiFi定位技术，ZigBee定位技术等,一般来说射频信号是现如今室内定位的主要方式，但定位精度只能达到米级别，并且大多有电磁干扰，需要额外设备，安全性低等特点。

为了克服这些缺点，基于可见光通信(VLC)的室内定位系统越来越流行。基于可见光通信技术的室内定位方案由于利用LED发射的白光作为定位信号的载体，其抗电磁辐射能力强,并且VLC的传输信道一般采用直射信道，多径干扰比较小，所以该定位方案可以达到比较高的精度；另外，基于VLC技术的室内定位系统与未来的VLC通信技术相兼容，不需要昂贵的硬件设备投入，成本比较低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可见光定位系统及其工作方法，以解决可见光定位的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可见光定位系统，包括：

RSS测量电路，用于采集各LED信号源的光信号；以及

处理器模块，根据各光信号进行定位。

进一步，所述RSS测量电路包括：位于接收端的光电转换电路，该光电转换电路用于接收多个LED信号源发送的含有相应LED_ID信息的光信号，且依次通过放大电路，将光信号转换为电信号后发送至模数转换模块，该模数转换模块将电信号发送至处理器模块；以及所述放大电路的输出端还与信号调理模块相连，且通过信号调理模块对电信号进行整形后发送至处理器模块。

进一步，所述处理器模块适于根据模数转换模块将电信号转换为数字量后计算该处光信号的电压值，以及根据信号调理模块整形后的电信号获得光信号所携带的LED_ID信息，进而定位接收端所在位置。

进一步，所述光电转换电路包括：APD，该ADP的阴极通过电阻R6连接350V电源，且阳极作为光电转换电路的输出端，并且该阳极还通过电阻R15接地；所述放大电路包括：第一集成运算放大器，且该第一集成运算放大器适于构建第一同相比例运算电路以对光电转换电路的输出信号进行放大；以及所述信号调理模块包括：第二、第三集成运算放大器，且第二集成运算放大器适于构建第二同相比例运算电路，第三集成运算放大器适于构建电压跟随器。、

又一方面，本发明还提供了一种可见光定位系统的工作方法。

所述可见光定位系统的工作方法包括：

步骤S1，采集各LED信号源的光信号；以及

步骤S2，根据各光信号进行定位。

进一步，所述可见光定位系统包括：用于采集各LED信号源的光信号的RSS测量电路，用于根据各光信号对可见光定位系统进行定位的处理器模块。

进一步，所述RSS测量电路包括：位于接收端的光电转换电路，该光电转换电路用于接收多个LED信号源发送的含有相应LED_ID信息的光信号，且依次通过放大电路，将光信号转换为电信号后发送至模数转换模块，该模数转换模块将电信号发送至处理器模块；以及所述放大电路的输出端还与信号调理模块相连，且通过信号调理模块对电信号进行整形后发送至处理器模块。

进一步，所述处理器模块适于根据模数转换模块将电信号转换为数字量后计算该处光信号的电压值，以及根据信号调理模块整形后的电信号获得光信号所携带的LED_ID信息，进而定位接收端所在位置。

进一步，定位接收端所在位置，即根据各LED信号源的电压值和分别对应的LED_ID信息确定接收端到各LED信号源的距离，再通过三边测量算法计算接收端所在位置。

本发明的有益效果是，本发明的可见光定位系统及其工作方法利用多LED信号源的光信号实现了可见光定位，且具有电路结构简单、性能可靠的优点，能广泛用于对室内人或事物进行精确定位，例如但不限于机器人定位等领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的可见光定位系统的原理框图；

图2是本发明的可见光定位系统的部分电路原理图；

图3是本发明的可见光定位系统的工作方法流程图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种RSS(接收信号强度)测量系统，包括：

RSS测量电路，用于采集各LED信号源的光信号；处理器模块，根据各光信号进行定位。

如图2所示，作为RSS测量电路一种可选的实施方式，所述RSS测量电路包括：位于接收端的光电转换电路，该光电转换电路用于接收多个LED信号源发送的含有相应LED_ID信息的光信号，且依次通过放大电路，将光信号转换为电信号后发送至模数转换模块，该模数转换模块将电信号发送至处理器模块；以及所述放大电路的输出端还与信号调理模块相连，且通过信号调理模块对电信号进行整形后发送至处理器模块。

进一步，所述处理器模块适于根据模数转换模块将电信号转换为数字量后计算该处光信号的电压值，以及根据信号调理模块整形后的电信号获得光信号所携带的LED_ID信息，进而定位接收端所在位置。

具体的，所述光电转换电路包括：APD(Avalanche Photo Diode)，该ADP的阴极通过电阻R6连接350V电源，且阳极作为光电转换电路的输出端，并且该阳极还通过电阻R15接地；所述放大电路包括：第一集成运算放大器U1，且该第一集成运算放大器U1适于构建第一同相比例运算电路以对光电转换电路的输出信号进行放大；以及所述信号调理模块包括：第二、第三集成运算放大器，且第二集成运算放大器U2适于构建第二同相比例运算电路，第三集成运算放大器U3适于构建电压跟随器。

所述处理器模块例如但不限于采用嵌入式处理器，例如但不限于STM32F103ZET6。

实施例2

如图3所示，在实施例1基础上，本发明还提供了一种可见光定位系统的工作方法。

所述可见光定位系统的工作方法包括：

步骤S1，采集各LED信号源的光信号；以及

步骤S2，根据各光信号进行定位。

本实施例2所涉及的可见光定位系统详见实施例1的评述，这里不再重复。

进一步，所述处理器模块适于根据模数转换模块将电信号转换为数字量后计算该处光信号的电压值，以及根据信号调理模块整形后的电信号获得光信号所携带的LED_ID信息，进而定位接收端所在位置。

作为定位接收端所在位置的一种可选的实施方式，即根据各LED信号源的电压值和分别对应的LED_ID信息确定接收端到各LED信号源的距离，再通过三边测量算法计算接收端所在位置。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。