本發(fā)明涉及一種可見光定位系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)：

隨著室外定位技術(shù)的發(fā)展，室內(nèi)定位技術(shù)越來越受到廣泛關(guān)注，成為一個(gè)熱門的研究領(lǐng)域。室內(nèi)定位技術(shù)主要是指對(duì)室內(nèi)的人或事物進(jìn)行定位，并提供一些基于定位的服務(wù)，如自動(dòng)化機(jī)器人，追蹤服務(wù)和導(dǎo)航協(xié)助?，F(xiàn)如今一些技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)用于室內(nèi)定位，如紅外線定位技術(shù)，射頻識(shí)別(RFID)定位技術(shù)，WiFi定位技術(shù)，ZigBee定位技術(shù)等,一般來說射頻信號(hào)是現(xiàn)如今室內(nèi)定位的主要方式，但定位精度只能達(dá)到米級(jí)別，并且大多有電磁干擾，需要額外設(shè)備，安全性低等特點(diǎn)。

為了克服這些缺點(diǎn)，基于可見光通信(VLC)的室內(nèi)定位系統(tǒng)越來越流行?；诳梢姽馔ㄐ偶夹g(shù)的室內(nèi)定位方案由于利用LED發(fā)射的白光作為定位信號(hào)的載體，其抗電磁輻射能力強(qiáng),并且VLC的傳輸信道一般采用直射信道，多徑干擾比較小，所以該定位方案可以達(dá)到比較高的精度；另外，基于VLC技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)與未來的VLC通信技術(shù)相兼容，不需要昂貴的硬件設(shè)備投入，成本比較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種可見光定位系統(tǒng)及其工作方法，以解決可見光定位的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可見光定位系統(tǒng)，包括：

RSS測量電路，用于采集各LED信號(hào)源的光信號(hào)；以及

處理器模塊，根據(jù)各光信號(hào)進(jìn)行定位。

進(jìn)一步，所述RSS測量電路包括：位于接收端的光電轉(zhuǎn)換電路，該光電轉(zhuǎn)換電路用于接收多個(gè)LED信號(hào)源發(fā)送的含有相應(yīng)LED_ID信息的光信號(hào)，且依次通過放大電路，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后發(fā)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，該模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將電信號(hào)發(fā)送至處理器模塊；以及所述放大電路的輸出端還與信號(hào)調(diào)理模塊相連，且通過信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)電信號(hào)進(jìn)行整形后發(fā)送至處理器模塊。

進(jìn)一步，所述處理器模塊適于根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后計(jì)算該處光信號(hào)的電壓值，以及根據(jù)信號(hào)調(diào)理模塊整形后的電信號(hào)獲得光信號(hào)所攜帶的LED_ID信息，進(jìn)而定位接收端所在位置。

進(jìn)一步，所述光電轉(zhuǎn)換電路包括：APD，該ADP的陰極通過電阻R6連接350V電源，且陽極作為光電轉(zhuǎn)換電路的輸出端，并且該陽極還通過電阻R15接地；所述放大電路包括：第一集成運(yùn)算放大器，且該第一集成運(yùn)算放大器適于構(gòu)建第一同相比例運(yùn)算電路以對(duì)光電轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)進(jìn)行放大；以及所述信號(hào)調(diào)理模塊包括：第二、第三集成運(yùn)算放大器，且第二集成運(yùn)算放大器適于構(gòu)建第二同相比例運(yùn)算電路，第三集成運(yùn)算放大器適于構(gòu)建電壓跟隨器。、

又一方面，本發(fā)明還提供了一種可見光定位系統(tǒng)的工作方法。

所述可見光定位系統(tǒng)的工作方法包括：

步驟S1，采集各LED信號(hào)源的光信號(hào)；以及

步驟S2，根據(jù)各光信號(hào)進(jìn)行定位。

進(jìn)一步，所述可見光定位系統(tǒng)包括：用于采集各LED信號(hào)源的光信號(hào)的RSS測量電路，用于根據(jù)各光信號(hào)對(duì)可見光定位系統(tǒng)進(jìn)行定位的處理器模塊。

進(jìn)一步，所述RSS測量電路包括：位于接收端的光電轉(zhuǎn)換電路，該光電轉(zhuǎn)換電路用于接收多個(gè)LED信號(hào)源發(fā)送的含有相應(yīng)LED_ID信息的光信號(hào)，且依次通過放大電路，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后發(fā)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，該模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將電信號(hào)發(fā)送至處理器模塊；以及所述放大電路的輸出端還與信號(hào)調(diào)理模塊相連，且通過信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)電信號(hào)進(jìn)行整形后發(fā)送至處理器模塊。

進(jìn)一步，所述處理器模塊適于根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后計(jì)算該處光信號(hào)的電壓值，以及根據(jù)信號(hào)調(diào)理模塊整形后的電信號(hào)獲得光信號(hào)所攜帶的LED_ID信息，進(jìn)而定位接收端所在位置。

進(jìn)一步，定位接收端所在位置，即根據(jù)各LED信號(hào)源的電壓值和分別對(duì)應(yīng)的LED_ID信息確定接收端到各LED信號(hào)源的距離，再通過三邊測量算法計(jì)算接收端所在位置。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的可見光定位系統(tǒng)及其工作方法利用多LED信號(hào)源的光信號(hào)實(shí)現(xiàn)了可見光定位，且具有電路結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠的優(yōu)點(diǎn)，能廣泛用于對(duì)室內(nèi)人或事物進(jìn)行精確定位，例如但不限于機(jī)器人定位等領(lǐng)域。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的可見光定位系統(tǒng)的原理框圖；

圖2是本發(fā)明的可見光定位系統(tǒng)的部分電路原理圖；

圖3是本發(fā)明的可見光定位系統(tǒng)的工作方法流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種RSS(接收信號(hào)強(qiáng)度)測量系統(tǒng)，包括：

RSS測量電路，用于采集各LED信號(hào)源的光信號(hào)；處理器模塊，根據(jù)各光信號(hào)進(jìn)行定位。

如圖2所示，作為RSS測量電路一種可選的實(shí)施方式，所述RSS測量電路包括：位于接收端的光電轉(zhuǎn)換電路，該光電轉(zhuǎn)換電路用于接收多個(gè)LED信號(hào)源發(fā)送的含有相應(yīng)LED_ID信息的光信號(hào)，且依次通過放大電路，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后發(fā)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，該模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將電信號(hào)發(fā)送至處理器模塊；以及所述放大電路的輸出端還與信號(hào)調(diào)理模塊相連，且通過信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)電信號(hào)進(jìn)行整形后發(fā)送至處理器模塊。

進(jìn)一步，所述處理器模塊適于根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后計(jì)算該處光信號(hào)的電壓值，以及根據(jù)信號(hào)調(diào)理模塊整形后的電信號(hào)獲得光信號(hào)所攜帶的LED_ID信息，進(jìn)而定位接收端所在位置。

具體的，所述光電轉(zhuǎn)換電路包括：APD(Avalanche Photo Diode)，該ADP的陰極通過電阻R6連接350V電源，且陽極作為光電轉(zhuǎn)換電路的輸出端，并且該陽極還通過電阻R15接地；所述放大電路包括：第一集成運(yùn)算放大器U1，且該第一集成運(yùn)算放大器U1適于構(gòu)建第一同相比例運(yùn)算電路以對(duì)光電轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)進(jìn)行放大；以及所述信號(hào)調(diào)理模塊包括：第二、第三集成運(yùn)算放大器，且第二集成運(yùn)算放大器U2適于構(gòu)建第二同相比例運(yùn)算電路，第三集成運(yùn)算放大器U3適于構(gòu)建電壓跟隨器。

所述處理器模塊例如但不限于采用嵌入式處理器，例如但不限于STM32F103ZET6。

實(shí)施例2

如圖3所示，在實(shí)施例1基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了一種可見光定位系統(tǒng)的工作方法。

所述可見光定位系統(tǒng)的工作方法包括：

步驟S1，采集各LED信號(hào)源的光信號(hào)；以及

步驟S2，根據(jù)各光信號(hào)進(jìn)行定位。

本實(shí)施例2所涉及的可見光定位系統(tǒng)詳見實(shí)施例1的評(píng)述，這里不再重復(fù)。

進(jìn)一步，所述處理器模塊適于根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后計(jì)算該處光信號(hào)的電壓值，以及根據(jù)信號(hào)調(diào)理模塊整形后的電信號(hào)獲得光信號(hào)所攜帶的LED_ID信息，進(jìn)而定位接收端所在位置。

作為定位接收端所在位置的一種可選的實(shí)施方式，即根據(jù)各LED信號(hào)源的電壓值和分別對(duì)應(yīng)的LED_ID信息確定接收端到各LED信號(hào)源的距離，再通過三邊測量算法計(jì)算接收端所在位置。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。