專利名稱：基于照明led的空間定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明、電源、集成電路、光學(xué)、通信、信號(hào)處理、網(wǎng)絡(luò)、定位等技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
照明燈從白熾燈、日光燈、節(jié)能燈，發(fā)展到現(xiàn)今的新一代固體LED照明燈，白光照明LED具有高強(qiáng)度、高效率、小體積、低成本、易維護(hù)、無污染等顯著優(yōu)點(diǎn)，隨著綠色無污染能源和節(jié)能已成為全球熱門話題，白光照明LED將逐漸取代傳統(tǒng)的照明用白熾燈和日光燈。同時(shí)它們可用于制作多功能顯示面板，電視屏幕顯示，車輛大燈、尾燈，和交通信號(hào)燈。 比如近來越來越多的車輛制造商開始用白光LED裝備新車輛。交通管制和市政建設(shè)單位也將交通信號(hào)燈和街道路燈用白光LED陣列取代。但到目前為止，可見光的用途還沒打破照明和顯示的功能范疇。空間定位方法比如全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)已經(jīng)廣泛用于人們的日常生活。GPS 的工作基本原理是通過手持設(shè)備像衛(wèi)星發(fā)出接入信號(hào)并根據(jù)反饋時(shí)間測(cè)量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離，然后結(jié)合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知接收機(jī)的具體位置。與衛(wèi)星間的長(zhǎng)距離通信使得信息到達(dá)時(shí)間延遲從而交互速度減慢，更嚴(yán)重的問題是在地表小范圍內(nèi)的定位分辨率不高。因此，GPS的定位方法不適用于高密度城市樓群等復(fù)雜環(huán)境中，由于建筑物遮擋GPS也不適用于室內(nèi)環(huán)境。目前世界上沒有有效的室內(nèi)定位方法，而因?yàn)榇笮蛷?fù)雜場(chǎng)所越來越多，對(duì)室內(nèi)定位有迫切的需求。從而，可見光為媒質(zhì)的通信系統(tǒng)為高密度室外復(fù)雜環(huán)境和室內(nèi)環(huán)境下的定位方法提供了可行的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于開發(fā)一種可見光的新用途——以可見光為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)空間定位的方法。本發(fā)明技術(shù)方案是將照明LED燈的位置通過室外GPS或室內(nèi)燈的分布圖預(yù)先固化入照明及通信模塊，以所述照明LED燈作為光源位置傳感器，用戶的手持設(shè)備接收來自上述照明LED燈的位置信號(hào)，獲得絕對(duì)的光源位置信息；手持設(shè)備接收并且區(qū)分多個(gè)所述照明LED燈的位置信號(hào)，通過所述各位置信號(hào)到達(dá)的時(shí)間差確定手持設(shè)備自身相對(duì)兩個(gè)或以上所述照明LED燈的位置信息，再結(jié)合所述絕對(duì)的光源位置信息，獲得手持設(shè)備自身的絕對(duì)位置。本發(fā)明以可見光作為信息發(fā)射部件的信息傳輸介質(zhì)，通過計(jì)算用戶接收機(jī)到各個(gè)光源的距離實(shí)現(xiàn)空間定位。本發(fā)明采用白光LED，照明燈的位置在安裝時(shí)可通過室外GPS或室內(nèi)燈的分布圖預(yù)先嵌入照明/通信模塊，從而可作為提供定位信息的位置傳感器，比如在大型復(fù)雜場(chǎng)所、 建筑物內(nèi)、大樓內(nèi)、商場(chǎng)、大街上。將新型可見光導(dǎo)向和定位模塊嵌入手機(jī)或其它掌上型電子器件，借助照明燈的位置分布圖，向使用者提供詳細(xì)位置與方向信息，從而實(shí)現(xiàn)GPS在一些場(chǎng)所無法實(shí)現(xiàn)的功能，或提供更精確的位置信息。
LED將大量分布在建筑物內(nèi)或街道上的照明設(shè)備，因此，不需要重新布網(wǎng)，并且其位置信息具有穩(wěn)定不變的特性，從而減少了更新地圖帶來的布網(wǎng)后期投入。由于LED的體積小，能耗低，能夠布置在建筑物內(nèi)的各個(gè)角落，大大降低了死角、盲區(qū)、暗區(qū)的可能性，為定位的完整性和準(zhǔn)確性提供了可靠的保障。本發(fā)明較傳統(tǒng)的空間定位手段具有環(huán)保、快捷、無線、安全的優(yōu)勢(shì)。


圖1為本發(fā)明的一種原理框圖。 具體實(shí)施方案對(duì)于復(fù)雜密集的室外場(chǎng)景，照明LED燈可作為照明和定位光源；對(duì)于室內(nèi)場(chǎng)景， 照明用照明LED燈可作為定位光源。在安裝這些照明LED燈的同時(shí)，已經(jīng)將照明LED燈的位置通過室外GPS或室內(nèi)燈的分布圖預(yù)先固化入照明和通信模塊。這些照明LED燈連續(xù)不斷地在提供照明的同時(shí)發(fā)出光源位置信息，從而可作為提供定位信息的位置傳感器。用戶啟動(dòng)手持設(shè)備后可接收來自上述光源的信號(hào)。要求手持設(shè)備具有可接收并解調(diào)可見光波段光信號(hào)的功能，并通過信號(hào)處理獲得照明光源發(fā)布的位置信息。由此，可獲得絕對(duì)的光源位置信息。手持設(shè)備可以接收并區(qū)分多個(gè)照明LED燈的信息，通過信號(hào)到達(dá)的時(shí)間差確定自身相對(duì)兩個(gè)或以上光源的位置信息。再結(jié)合絕對(duì)的光源位置信息，可以計(jì)算出自身的絕對(duì)位置。
權(quán)利要求
1.基于照明LED的空間定位方法，其特征在于將照明LED燈的位置通過室外GPS或室內(nèi)燈的分布圖預(yù)先固化入照明及通信模塊，以所述照明LED燈作為光源位置傳感器，用戶的手持設(shè)備接收來自上述照明LED燈的位置信號(hào)，獲得絕對(duì)的光源位置信息；手持設(shè)備接收并且區(qū)分多個(gè)所述照明LED燈的位置信號(hào)，通過所述各位置信號(hào)到達(dá)的時(shí)間差確定手持設(shè)備自身相對(duì)兩個(gè)或以上所述照明LED燈的位置信息，再結(jié)合所述絕對(duì)的光源位置信息， 獲得手持設(shè)備自身的絕對(duì)位置。
全文摘要
基于照明LED的空間定位方法，涉及照明、電源、集成電路、光學(xué)、通信、信號(hào)處理、網(wǎng)絡(luò)、定位等技術(shù)領(lǐng)域。將照明LED燈的位置通過室外GPS或室內(nèi)燈的分布圖預(yù)先固化入照明及通信模塊，以所述照明LED燈作為光源位置傳感器，用戶的手持設(shè)備接收來自上述照明LED燈的位置信號(hào)，獲得絕對(duì)的光源位置信息；手持設(shè)備接收并且區(qū)分多個(gè)所述照明LED燈的位置信號(hào)，通過所述各位置信號(hào)到達(dá)的時(shí)間差確定手持設(shè)備自身相對(duì)兩個(gè)或以上所述照明LED燈的位置信息，再結(jié)合所述絕對(duì)的光源位置信息，獲得手持設(shè)備自身的絕對(duì)位置。本發(fā)明以可見光作為信息發(fā)射部件的信息傳輸介質(zhì)，通過計(jì)算用戶接收機(jī)到各個(gè)光源的距離實(shí)現(xiàn)空間定位。
文檔編號(hào)G01S5/16GK102288940SQ20111012542
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者丁浩, 李漪陽 申請(qǐng)人:丁浩, 李漪陽