【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種室內(nèi)光強(qiáng)度差和到達(dá)時(shí)間差聯(lián)合定位方法
[0001]本專利技術(shù)設(shè)計(jì)通信
，具體是涉及一種室內(nèi)光強(qiáng)度差和到達(dá)時(shí)間差聯(lián)合定位方法
。
技術(shù)介紹
[0002]LED
照明和可見光通信系統(tǒng)的廣泛使用激發(fā)了越來越多的可見光定位系統(tǒng)
。
這種系統(tǒng)可以在傳輸通信信號(hào)同時(shí)進(jìn)行位置估計(jì)，目前，基于距離估計(jì)的定位的典型代表有
TOA、TDOA、AOA
和
RSSI
等四大類；
AOA
技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)非常好的估計(jì)精度，但需要在接收端部署一組昂貴的圖像傳感器
。RSS
技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但是由于室內(nèi)光傳播時(shí)存在反射
、
遮擋等復(fù)雜光傳播路徑，因此單純使用
RSS
定位難以取得良好的效果，特別是在室內(nèi)靠近墻角
、
家具等位置的區(qū)域
。TOA
技術(shù)需要發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的精確同步，在室內(nèi)定位中，由于
LED
到接收機(jī)之間的距離都比較近，受系統(tǒng)定時(shí)精度的影響，信號(hào)從
LED
到接收機(jī)的到達(dá)時(shí)間很難精確獲得，因此
TOA
技術(shù)單獨(dú)應(yīng)用時(shí)效果也較差
。TDOA
因其不需要收發(fā)之間同步，比較適合運(yùn)用于可見光通信系統(tǒng)中
。
但是單獨(dú)使用
TDOA
方法，由于收發(fā)之間存在時(shí)間差，其位置估計(jì)算法較為復(fù)雜
。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0003]本專利技術(shù)為了解決上述技術(shù)問題，提供一種室內(nèi)光強(qiáng)
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.
一種室內(nèi)光強(qiáng)度差和到達(dá)時(shí)間差聯(lián)合定位方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一
、
定位場(chǎng)景設(shè)計(jì)，將多個(gè)
LED
燈放置在室內(nèi)天花板的不同位置，將搭載光電探測(cè)器的目標(biāo)接收機(jī)放置在目標(biāo)物體上，用于對(duì)室內(nèi)目標(biāo)物體進(jìn)行定位；步驟二
、
建立到達(dá)時(shí)間和接收信號(hào)強(qiáng)度模型，每個(gè)
LED
燈發(fā)射一個(gè)已知的可見光發(fā)射信號(hào)，目標(biāo)接收機(jī)根據(jù)接收到的
LED
燈信號(hào)分別建立
LED
燈的到達(dá)時(shí)間參數(shù)模型和接收信號(hào)強(qiáng)度參數(shù)模型；步驟三
、
聯(lián)合定位，根據(jù)步驟二中建立的到達(dá)時(shí)間參數(shù)模型和接收信號(hào)強(qiáng)度參數(shù)模型，最大化每一個(gè)
LED
燈的接收信號(hào)的對(duì)數(shù)似然函數(shù)，對(duì)對(duì)數(shù)似然函數(shù)求解得到任意
LED
燈的到達(dá)時(shí)間參數(shù)和接收信號(hào)強(qiáng)度參數(shù)；步驟四
、
光強(qiáng)度定位誤差補(bǔ)償，設(shè)置另一攜帶光電探測(cè)器的接收機(jī)作為基準(zhǔn)接收機(jī)，用以接收初始光強(qiáng)度，并建立到達(dá)時(shí)間測(cè)量基準(zhǔn)，基準(zhǔn)接收機(jī)通過補(bǔ)償目標(biāo)接收機(jī)接收到的光強(qiáng)波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)接收機(jī)的光強(qiáng)度誤差進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位
。2.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)光強(qiáng)度差和到達(dá)時(shí)間差聯(lián)合定位方法，其特征在于：所述步驟二中，接收機(jī)接收到的信號(hào)模型為：
r
i
(t)
＝
α
i
R
p
s
i
(t
?
τ
i
)+n
i
(t)
，其中，
i
＝1，
...
，
N
L
，
N
L
表示
LED
燈的數(shù)量，
T
1i
和分別表示接收來自第
i
個(gè)
LED
燈的信號(hào)的觀測(cè)間隔的初始和最終時(shí)刻，
α
i
是
LED
和目標(biāo)接收機(jī)之間的光通道吸收因子，
R
p
是光電探測(cè)器的響應(yīng)度，
s
i
(t)
是來自第
i
個(gè)
LED
燈發(fā)射的光信號(hào)
(
在
[0
，
T
s
]
的時(shí)間范圍內(nèi)
)
，
τ
i
是從第
i
個(gè)
LED
燈發(fā)送的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間測(cè)量參數(shù)，
n
i
(t)
是功率譜密度水平為
σ2.
的零均值加性高斯白噪聲
。3.
根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種室內(nèi)光強(qiáng)度差和到達(dá)時(shí)間聯(lián)合定位方法，其特征在于：所述步驟二中，任意
LED
燈的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間參數(shù)可以表示為：任意
LED
燈和接收機(jī)之間的接收信號(hào)強(qiáng)度參數(shù)為其中，
i
＝1，
...
，
N
L
，
N
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王瑩，王珂，楊春芳，王娟，杜耀中，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：河南科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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