一种基于LED灯的室内自定位方法、装置、系统及设备与流程

本申请涉及室内定位技术领域，尤其涉及一种基于led灯的室内自定位方法、装置、系统及设备。

背景技术

随着智能产品的不断发展，人们基于位置服务的需求不断增长。例如人们位于室内的某处，想要去位于室内的另一位置处(设为目的位置)时，首先要获得自己当前的位置信息，然后再获得目的位置信息，最后经过路径规划后获得从当前位置到目的位置的路径。整个过程中最基础的就是自己当前位置的获取(以下简称为自定位)，此时，若自定位位置信息错误，会影响整个路径的规划。

但是现有的室内自定位技术，如红外技术、无线射频识别(rfid)技术、无线局域网(wlan)技术等，虽然可以在室内环境下取得良好的自定位效果，但是对于电磁敏感的环境(例如医院等)，因自定位时所使用的电磁波容易被其他类型的电磁波干扰，导致现有的室内自定位技术在电磁敏感的环境中无法准确定位。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种基于led灯的室内自定位方法、装置、系统及设备，用于室内自定位，解决现有的室内自定位技术在电磁敏感的环境中无法准确定位的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于led灯的室内自定位方法，包括：

s1、在待定位点处接收到的所有光强数据中，从最大光强值递减的选取第一预置数量的光强数据，组合得到待分析光强数据组，其中，所述光强数据包括：光强值和led灯id；

s2、在预置光强数据库中，根据预置匹配规则，确定与所述待分析光强数据组相似度最高的匹配光强数据组，所述相似度最高的匹配光强数据组所对应的坐标作为所述待定位点的定位坐标，其中，所述预置光强数据库包括：室内区域的所有坐标及每一位置坐标处所接收到的所有光强数据。

优选地，步骤s1之前还包括s0；

s0、采集将室内区域进行预置网格分割后的每一网格点的坐标，及每一网格点处接收到的所有光强数据，得到所述预置光强数据库。

优选地，步骤s2具体包括：

s21、在预置光强数据库中，确定与所述待分析光强数据组匹配的第二预置数量的匹配光强数据组，及每个所述匹配光强数据组所对应的坐标；

s22、从所有所述匹配光强数据组中，确定与所述待分析光强数据组相似度最高的匹配光强数据组，所述相似度最高的匹配光强数据组所对应的坐标作为所述待定位点的定位坐标。

优选地，步骤s21具体包括：

s211、在所述待分析光强数据组中随机选取一个待分析光强数据；

s212、在预置光强数据库中，查询到与选取的待分析光强数据的led灯id相同的所有待匹配光强数据；

s213、计算每一待匹配光强数据与选取的待分析光强数据的光强值的绝对误差，从所有的所述绝对误差中，从最小值递增的选取第二预置数量的待匹配光强数据，得到第二预置数量的匹配光强数据；

s214、在所述预置光强数据库中查询，与每个所述匹配光强数据对应的匹配光强数据组及每个所述匹配光强数据所对应的坐标，得到第二预置数量的匹配光强数据组及每个所述匹配光强数据组所对应的坐标。

优选地，步骤s22具体包括：

计算每个所述匹配光强数据组与所述待分析光强数据组的误差平方和，确定与所述待分析光强数据组误差平方和最小的匹配光强数据组，所述误差平方和最小的匹配光强数据组所对应的坐标作为所述待定位点的定位坐标。

本申请第二方面提供了一种基于led灯的室内自定位装置，包括：第一单元和第二单元；

所述第一单元，用于在待定位点处接收到的所有光强数据中，从最大光强值递减的选取第一预置数量的光强数据，组合得到待分析光强数据组，其中，所述光强数据包括：光强值和led灯id；

所述第二单元，用于在预置光强数据库中，根据预置匹配规则，确定与所述待分析光强数据组相似度最高的匹配光强数据组，所述相似度最高的匹配光强数据组所对应的坐标作为所述待定位点的定位坐标，其中，所述预置光强数据库包括：室内区域的所有坐标及每一位置坐标处所接收到的所有光强数据。

优选地，还包括：第三单元；

所述第三单元，用于采集将室内区域进行预置网格分割后的每一网格点的坐标，及每一网格点处接收到的所有光强数据，得到所述预置光强数据库。

本申请第三方面提供了一种基于led灯的室内自定位系统，包括：控制器、光电探测器和上述的自定位装置；

所述控制器，用于控制每个led灯通过时分复用的方式逐个产生光强数据；

所述光电探测器，用于在待定位点处逐个接收光强数据，并识别所述光强数据后，将识别后的所述光强数据发送至所述自定位装置。

本申请第四方面提供了一种基于led灯的室内自定位设备，所述设备包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行上述的自定位方法。

本申请第五方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述的自定位方法。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请提供了一种基于led灯的室内自定位方法、装置、系统及设备，其中方法包括：首先在待定位点处接收到的所有光强数据中，从最大光强值递减的选取第一预置数量的光强数据，组合得到待分析光强数据组，然后在预置光强数据库中，确定与所述待分析光强数据组相似度最高的匹配光强数据组，因为在预置光强数据库中，光强数据与室内坐标存在对应关系，此时即认为相似度最高的匹配光强数据组所对应的坐标为所述待定位点的定位坐标，本申请通过利用室内led灯进行自定位，未使用现有定位技术中使用的电磁波信号，使得定位式所使用的定位信号不会被电磁波干扰，解决了现有的室内自定位技术在电磁敏感的环境中无法准确定位的技术问题。

附图说明

图1为本申请实施例中一种基于led灯的室内自定位方法的第一实施例的流程示意图；

图2为本申请实施例中一种基于led灯的室内自定位方法的第二实施例的流程示意图；

图3为本申请实施例中一种基于led灯的室内自定位方法的第三实施例的流程示意图；

图4为本申请实施例中一种基于led灯的室内自定位装置的结构示意图；

图5为本申请实施例中一种基于led灯的室内自定位系统的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种基于led灯的室内自定位方法、装置、系统及设备，用于室内自定位，解决现有的室内自定位技术在电磁敏感的环境中无法准确定位的技术问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，本申请实施例中一种基于led灯的室内自定位方法的第一实施例的流程示意图，包括：

步骤101、在待定位点处接收到的所有光强数据中，从最大光强值递减的选取第一预置数量的光强数据，组合得到待分析光强数据组，其中，光强数据包括：光强值和led灯id。

需要说明的是，在待定位点处接收到的所有光强数据中，从最大光强值递减的选取第一预置数量的光强数据，使得待分析光强数据组中的光强值较大，有便于后面进行分析。可以理解的是，不同led灯产生的光强值是相同的，只是在不同位置处接收到的同一led灯的光强值可能不相同。

光强数据包括光强值和led灯id，例如，当光强数据为100a时，其中字母表示led灯id，数字表示待定位点处接收到的该灯的光强值。可以理解的是，光强数据并不局限于本实施例中描述的数字+字母的形式，也可以为数字+数字的形式，此处不做具体限定。

步骤102、在预置光强数据库中，根据预置匹配规则，确定与待分析光强数据组相似度最高的匹配光强数据组，相似度最高的匹配光强数据组所对应的坐标作为待定位点的定位坐标，其中，预置光强数据库包括：室内区域的所有坐标及每一位置坐标处所接收到的所有光强数据。

需要说明的是，确定待分析光强数据组后，根据预置匹配规则，在预置光强数据库中确定与待分析光强数据组相似度最高的匹配光强数据组，相似度最高的匹配光强数据组所对应的坐标作为待定位点的定位坐标。

本实施例中，首先在待定位点处接收到的所有光强数据中，从最大光强值递减的选取第一预置数量的光强数据，组合得到待分析光强数据组，然后在预置光强数据库中，确定与待分析光强数据组相似度最高的匹配光强数据组，因为在预置光强数据库中，光强数据与室内坐标存在对应关系，此时即认为相似度最高的匹配光强数据组所对应的坐标为待定位点的定位坐标，本申请通过利用室内led灯进行自定位，未使用现有定位技术中使用的电磁波信号，使得定位式所使用的定位信号不会被电磁波干扰，解决了现有的室内自定位技术在电磁敏感的环境中无法准确定位的技术问题。

以上为本申请实施例提供的一种基于led灯的室内自定位方法的第一实施例，以下为本申请实施例提供的一种基于led灯的室内自定位方法的第二实施例。

请参阅图2，本申请实施例中一种基于led灯的室内自定位方法的第二实施例的流程示意图，包括：

步骤200、采集将室内区域进行预置网格分割后的每一网格点的坐标，及每一网格点处接收到的所有光强数据，得到预置光强数据库。

需要说明的是，预置网格的网格大小可根据实际需要调节，若想要精度较高的自定位效果，可以设置网格较密的预置网格。若对自定位的精度要求不是特别高，可以设置网格较稀疏的预置网格。

步骤201、在待定位点处接收到的所有光强数据中，从最大光强值递减的选取第一预置数量的光强数据，组合得到待分析光强数据组，其中，光强数据包括：光强值和led灯id。

需要说明的是，第一预置数量可以根据实际需要设置，本实施例中，第一预置数量为3。例如，在待定位点处接收到的所有光强数据为(100a、101b、90c、80d、95e)，则待分析光强数据组为(100a、101b、95e)。

步骤202、在预置光强数据库中，确定与待分析光强数据组匹配的第二预置数量的匹配光强数据组，及每个匹配光强数据组所对应的坐标。

需要说明的是，确定待分析光强数据组后，为了减少处理的计算量，避免延时的情况，首先在预置光强数据库中，确定与待分析光强数据组匹配的第二预置数量的匹配光强数据组及每个匹配光强数据组所对应的坐标。

步骤203、从所有匹配光强数据组中，确定与待分析光强数据组相似度最高的匹配光强数据组，相似度最高的匹配光强数据组所对应的坐标作为待定位点的定位坐标。

本实施例中，先在待定位点处接收到的所有光强数据中，从最大光强值递减的选取第一预置数量的光强数据，组合得到待分析光强数据组，因为在预置光强数据库中，光强数据与室内坐标存在对应关系，为了减少计算量，避免延时，在预置光强数据库中，确定与待分析光强数据组匹配的第二预置数量的匹配光强数据组及每个匹配光强数据组所对应的坐标后，再从所有的匹配光强组中，确定与待分析光强数据组相似度最高的匹配光强数据组，此时即认为相似度最高的匹配光强数据组所对应的坐标为待定位点的定位坐标，本申请通过利用室内led灯进行自定位，未使用现有定位技术中使用的电磁波信号，使得定位式所使用的定位信号不会被电磁波干扰，解决了现有的室内自定位技术在电磁敏感的环境中无法准确定位的技术问题。

以上为本申请实施例提供的一种基于led灯的室内自定位方法的第二实施例，以下为本申请实施例提供的一种基于led灯的室内自定位方法的第三实施例。

请参阅图3，本申请实施例中一种基于led灯的室内自定位方法的第二实施例的流程示意图，包括：

步骤300、采集将室内区域进行预置网格分割后的每一网格点的坐标，及每一网格点处接收到的所有光强数据，得到预置光强数据库。

步骤300与本申请第二实施例中步骤200的内容相同，具体描述可以参见第二实施例步骤200的内容，在此不再赘述。

步骤301、在待定位点处接收到的所有光强数据中，从最大光强值递减的选取第一预置数量的光强数据，组合得到待分析光强数据组，其中，光强数据包括：光强值和led灯id。

步骤301与本申请第二实施例中步骤201的内容相同，具体描述可以参见第二实施例步骤201的内容，在此不再赘述。

步骤302、在待分析光强数据组中随机选取一个待分析光强数据。

需要说明的是，在待分析光强数据组中随机选取一个待分析光强数据，例如，待分析光强数据组为(100a、101b、95e)，选取到的待分析光强数据为100a。

步骤303、在预置光强数据库中，查询到与选取的待分析光强数据的led灯id相同的所有待匹配光强数据。

需要说明的是，在预置光强数据库中，查询到与选取的待分析光强数据的led灯id相同的所有待匹配光强数据。例如，对光强数据100a进行查询后得到所有待匹配光强数据为：101a、100a、80a、85a、93a。

步骤304、计算每一待匹配光强数据与选取的待分析光强数据的光强值的绝对误差，从所有的绝对误差中，从最小值递增的选取第二预置数量的待匹配光强数据，得到第二预置数量的匹配光强数据。

需要说明的是，第二预置数量也可以根据需要进行设置，本实施例中，第二预置数量为4，即此时的匹配光强数据为101a、100a、85a、93a。

步骤305、在预置光强数据库中查询，与每个匹配光强数据对应的匹配光强数据组及每个匹配光强数据所对应的坐标，得到第二预置数量的匹配光强数据组及每个匹配光强数据组所对应的坐标。

需要说明的是，确定第二预置数量的匹配光强数据后，在预置光强数据库中查询与每个匹配光强数据对应的匹配光强数据组及每个光强数据所对应的坐标，得到第二预置数量的匹配光强数据组及每个匹配光强数据组所对应的坐标。本实施例中的匹配光强数据组为：(101a、99b、96e)，(100a、102b、96e)，(85a、90b、102e)，(90a、96b、101e)，其每个匹配光强数据组所对应的坐标分别为(3，3)，(3，4)，(5，3)，(4，3)。

步骤306、计算每个匹配光强数据组与待分析光强数据组的误差平方和。

本实施例中，分别计算4个匹配光强数据组(101a、99b、96e)，(100a、102b、96e)，(85a、90b、102e)，(90a、96b、101e)和待分析光强数据组(100a、101b、95e)之间的误差平方和。需要说明的，此处也可以为，分别计算4个匹配光强数据组与待分析光强数据组之间的绝对误差和。

步骤307、确定与待分析光强数据组误差平方和最小的匹配光强数据组，误差平方和最小的匹配光强数据组所对应的坐标作为待定位点的定位坐标。

本实施例中，根据步骤306的计算结果匹配光强数据组(100a、102b、96e)与待分析光强数据的误差平方和最小，此时认为(100a、102b、96e)所对应的坐标即为待定位点的定位坐标。如设置预置光强数据库时，匹配光强数据组(100a、102b、96e)所对应的坐标为(3,4)，此时即认为待定位点的定位坐标为(3,4)，坐标(3,4)所在的位置及待定位点的位置，如(3,4)点在医院的内科科室内，此时即可识别到待定位点的位置为内科科室内。此处也可以为，选取绝对误差和最小的匹配光强数据组所对应的坐标作为待定位点的定位坐标。

需要说明的是，确定与待分析光强数据组匹配的第二预置数量的匹配光强数据组，并不局限与本实施例中描述的方式，也可为待分析光强数据组中光强数据的led灯id，即预置光强数据库中含有待分析光强数据组中光强数据的led灯id的所有光强数据组，作为第二预置数量的匹配光强数据组。或是选取两个待分析光强数据，然后计算两个光强数据的绝对误差和后，从绝对误差和最小递增的选取匹配光强数据，然后确定第二预置数量的匹配光强数据组。

本实施例中，先在待定位点处接收到的所有光强数据中，从最大光强值递减的选取第一预置数量的光强数据，组合得到待分析光强数据组，因为在预置光强数据库中，光强数据与室内坐标存在对应关系，为了减少计算量，避免延时，在预置光强数据库中，确定与待分析光强数据组匹配的第二预置数量的匹配光强数据组及每个匹配光强数据组所对应的坐标后，再从所有的匹配光强组中，确定与待分析光强数据组相似度最高的匹配光强数据组，此时即认为相似度最高的匹配光强数据组所对应的坐标为待定位点的定位坐标，本申请通过利用室内led灯进行自定位，未使用现有定位技术中使用的电磁波信号，使得定位式所使用的定位信号不会被电磁波干扰，解决了现有的室内自定位技术在电磁敏感的环境中无法准确定位的技术问题。

以上为本申请实施例提供的一种基于led灯的室内自定位方法的第三实施例，以下为本申请实施例提供的一种基于led灯的室内自定位装置的实施例。

请参阅图4，本申请实施例中一种基于led灯的室内自定位装置的结构示意图，包括：

包括：第一单元401和第二单元402；

第一单元401，用于在待定位点处接收到的所有光强数据中，从最大光强值递减的选取第一预置数量的光强数据，组合得到待分析光强数据组，其中，光强数据包括：光强值和led灯id；

第二单元402，用于在预置光强数据库中，根据预置匹配规则，确定与待分析光强数据组相似度最高的匹配光强数据组，相似度最高的匹配光强数据组所对应的坐标作为待定位点的定位坐标，其中，预置光强数据库包括：室内区域的所有坐标及每一位置坐标处所接收到的所有光强数据。

进一步地，还包括第三单元403；

第三单元403，用于采集将室内区域进行预置网格分割后的每一网格点的坐标，及每一网格点处接收到的所有光强数据，得到预置光强数据库。

本实施例中，首先在待定位点处接收到的所有光强数据中，从最大光强值递减的选取第一预置数量的光强数据，组合得到待分析光强数据组，然后在预置光强数据库中，确定与待分析光强数据组相似度最高的匹配光强数据组，因为在预置光强数据库中，光强数据与室内坐标存在对应关系，此时即认为相似度最高的匹配光强数据组所对应的坐标为待定位点的定位坐标，本申请通过利用室内led灯进行自定位，未使用现有定位技术中使用的电磁波信号，使得定位式所使用的定位信号不会被电磁波干扰，解决了现有的室内自定位技术在电磁敏感的环境中无法准确定位的技术问题。

以上为本申请实施例提供的一种基于led灯的室内自定位装置的实施例，以下为本申请实施例提供的一种基于led灯的室内自定位系统的实施例。

请参阅图5，本申请实施例中一种基于led灯的室内自定位系统的结构示意图，包括：控制器501、光电探测器502和上述实施例的自定位装置503；控制器501，用于控制每个led灯通过时分复用的方式逐个产生光强数据；光电探测器502，用于在待定位点处逐个接收光强数据，并识别光强数据后，将识别后的光强数据发送至自定位装置503。

需要说明的是，时分复用的控制方式兼顾室内照明和led灯的id编码，由主控制器控制cmos开关使每个led产生携带有led灯id的光强数据。光电探测器502将携带有led灯id的光强数据识别为对应的光强值和led灯id。

本申请实施例还提供了一种基于led灯的室内自定位设备，设备包括处理器以及存储器：存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器，处理器用于根据程序代码中的指令执行前述实施例一和实施例二中的自定位方法，从而执行的各种功能应用以及数据处理。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行前述实施例一和实施例二中的自定位方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：read-onlymemory，英文缩写：rom)、随机存取存储器(英文全称：randomaccessmemory，英文缩写：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。