一种基于可见光通信的辅助定位系统及方法与流程

本发明涉及LED光通信和室内定位应用领域，具体来讲涉及一种基于可见光通信的辅助定位系统及方法。

背景技术：

现有的定位技术通常用于定位移动用户和物体，用户作为移动的观察者，对所观察的固定目标进行分辨和定位，典型的如购物、参观或巡视时，用户更关注所见物体(固定目标)的信息，而将所见物体与该物体所在的位置关联后，可以获得这些物体的信息。

在已有定位方案中，通常会采用近场的无线通信来感知用户的接近，但这种方案需要用户非常接近目标，距离较远的情况下实施困难，并且当位置分辨率不高或者目标位置是立体坐标的情况下，不便于实施，应用场景比较受限，用户体验不好。目前的定位方案受制于硬件限制和应用环境，还难以实现简单可靠的定位。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于可见光通信的辅助定位系统及方法，可定位用户周围视距范围内的空间目标，应用场景较广，硬件结构简单且定位可靠。

为达到以上目的，本发明采取一种基于可见光通信的辅助定位系统，包括：

发送装置，其用于通过LED发出可见光，传递发送装置的标识信息；

接收装置，其数量为至少一个，其用于探测所述可见光，并识别出标识信息，还用于生成发送装置和该接收装置的关联信息；

数据处理模块，其存储所有接收装置信息，所述数据处理模块用于接收所述关联信息，将关联信息对应的接收装置信息发送给所述发送装置。

在上述技术方案的基础上，所述发送装置包括：

信息调制模块，其用于将发送装置的标识信息进行编码和调制；

LED电路，其用于将调制好的电信号通过LED发出可见光信号。

在上述技术方案的基础上，所述接收装置包括：

可见光探测器，其用于探测发送装置的可见光信号并转化为电信号；

信息处理电路，其用于读取所述电信号中标识信息，还用于将发送装置和本接收装置的关联信息发送给所述数据处理模块。

在上述技术方案的基础上，所述数据处理模块设置于发送装置或接收装置或者独立设置于后台服务器；当数据处理模块与发送/接收装置之间物理分离时，使用无线信道进行数据收发。

在上述技术方案的基础上，所述数据处理模块设置于发送装置中，所述接收装置内设置无线通信模块，用于为数据处理模块和接收装置之间提供无线信道。

在上述技术方案的基础上，所述数据处理模块设置于接收装置中，所述发送装置内设置无线通信模块，用于为数据处理模块和发送装置之间提供无线通道。

在上述技术方案的基础上，所述数据处理模块独立设置于后台服务器中，所述发送装置和接收装置均设置无线通信模块，用于提供和数据处理模块之间的无线通道。

在上述技术方案的基础上，所述数据处理模块还用于记录统计接收装置被光照射的次数，向接收装置发送预先设置的操作指令。

本发明还提供一种可见光通信的辅助定位方法，包括步骤：

S1.发送装置通过可见光照射接收装置，并发送标识信息；

S2.被照射到的接收装置接收信号光中携带的标识信息，将发送装置和该接收装置的关联信息发给数据处理模块；

S3.所述数据处理模块根据所述关联信息找到被照射接收装置信息，将所述接收装置信息通过其他信道发送给发送装置。

在上述技术方案的基础上，步骤S3中，数据处理模块接收到所述关联信息后，进行记录和解析，统计一段时间内与关联信息对应的接收装置被光照射的次数，还向接收装置发送预先设置的操作指令。

本发明的有益效果在于：

1、用户通过发送装置发送可见光，被照射的接收装置接收可见光并识别出携带的发送装置标识信息，再发送装置和接收装置的关联信息给数据处理模块，数据处理模块将对应的接收装置信息发送给发送装置。用户可以通过发送装置照射特定目标上的接收装置，实现了对用户感兴趣目标的信息读取。本套装置可定位用户周围视距范围内的空间目标，不受位置分辨率或者目标立体摆放的限制，可应用于复杂场景，硬件结构简单且定位可靠。

2、数据处理模块还可对来自接收装置的关联信息进行记录和解析，可以统计对应接收装置被可见光照射的次数，还可以同时发送操作指定给对应的接收装置，进一步增大了应用场景和用途。

附图说明

图1为本发明数据处理模块单独设置的辅助定位系统结构示意图；

图2为本发明实施例基于可见光通信的辅助定位方法流程图。

附图标记：

发送装置1，信息调制模块11，LED电路12；

接收装置2，可见光探测器21，信息处理电路22；

数据处理模块3，无线通信模块4。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明基于可见光通信的辅助定位系统，包括发送装置1、接收装置2和数据处理模块3，发送装置1用于通过LED(Lighting Emitting Diode，发光二极管)发出可见光传递发送装置1的标识信息，本实施例中，标识信息包括发送装置ID。接收装置2的数量为至少一个，每个接收装置2在被可见光照射到的情况下，都能探测到可见光，并识别出可见光携带的标识信息，接收装置2还用于生成发送装置1和该接收装置2的关联信息，本实施例中，关联信息为发送装置ID+接收装置ID。数据处理模块3存储所有详细的接收装置信息，数据处理模块3用于接收来自接收装置2的关联信息，进行记录和解析后，将与关联信息对应的接收装置信息发送给发送装置1。数据处理模块3还可以用于记录统计接收装置2被光照射的次数，向接收装置2发送预先设置的操作指令。

具体的，发送装置1包括信息调制模块11和LED电路12，信息调制模块11用于将发送装置1的标识信息等进行编码和调制；LED电路12用于将调制好的电信号通过LED发出可见光信号。接收装置2包括可见光探测器21和信息处理电路22，可见光探测器21用于探测发送装置1的可见光信号，并转化为电信号，发送给信息处理电路22。信息处理电路22用于读取电信号中的标识信息，产生发送装置1和本接收装置2的关联信息，并将关联信息发送给数据处理模块3。

数据处理模块3既可以设置在发送装置1或者接收装置2中，还可以独立设置于后台服务器。当数据处理模块3与发送装置/接收装置之间物理分离时，使用无线信道进行数据收发。

本实施例中，数据处理模块3与发送装置1和接收装置2在物理上分离，独立设置于后台服务器(图未示)。发送装置1和接收装置2均包括无线通信模块4，无线通信模块4用于提供无线信道，接收装置2通过其无线通信模块4发送关联信息给数据处理模块3；数据处理模块3通过无线信道发送对应的接收装置信息给发送装置1，还可以通过无线通信模块4发送预先设置的操作指令给接收装置2。

在其他实施例，当数据处理模块3设置在发送装置1时，接收装置2还包括无线通信模块4，用于为数据处理模块3和接收装置2之间提供无线信道。当数据处理模块3设置于接收装置2时，发送装置1还包括无线通信模块4，用于为数据处理模块3和发送装置1之间提供无线通道。

如图2所示，本发明基于可见光通信的辅助定位方法，包括如下步骤：

S1.发送装置1通过可见光照射接收装置2，发送自身的标识信息。

S2.被照射到的接收装置2探测到可见光，接收并识别信号中携带的标识信息，将发送装置1和该接收装置2的关联信息发给数据处理模块3。

S3.数据处理模块3接收到关联信息，将数据进行记录和解析，在数据库中找到被照射到的接收装置的信息，发送给发送装置1，使用户对发送装置1照射到的接收装置2进行分辨和定位。数据处理模块3根据每次记录的关联信息，可以统计出一段时间内关联信息对应的接收装置被光照射的次数。数据处理模块3还可以向接收装置2发送预先设置的操作指令，使接收装置2按照操作指令进行操作。

发送装置1通过聚光设计实现发射出可见光的指向性，接收装置具有较大的接收角以接收不同入射角度的光线，同时降低其他外界光线干扰。本发明实现了对用户感兴趣目标的信息读取，可定位用户周围视距范围内的空间目标，基于可见光和无线信道的信息传递路径符合操作和使用习惯，具有硬件结构简单和成本较低的优点。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。