CN105783914A - 一种基于可见光通信的室内导航系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于可见光通信的室内导航系统，包括LED灯、用户设备和导航服务器，其中，所述LED灯通过灯光信号与的导航服务器连接，然后于用户设备连接，如手机、个人电脑等；所述LED灯发出的光，对应唯一的编码信息，并且对应唯一的位置信息。所述导航服务器存储LED灯编码和位置的对应信息、地图信息等。所述基于可见光通信的室内导航系统将室内定位导航和服务相结合，将网络通讯新技术运用到实际工作当中，极大地提高工作效率，将可见光通信技术、电力线载波通信技术融合现有的移动互联网络。
Description
技术领域
本发明涉及室内导航领域，尤其是一种基于可见光通信的室内导航系统。
背景技术
随着智能手机和移动互联网的发展，人们对导航和定位服务的需求日益增大。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，GPS和北斗导航定位系统在室内都难定位，原因是定位系统星座发射的微波信号过于微弱，并且频率很高，即要沿着直线传播，且难以穿过墙壁，近些年来，可见光通信技术飞速发展，相对于传统的通信技术(如蓝牙和Wi-Fi)，其具有低能耗、高速率、无电磁干扰等显著优点。
发明内容
本发明的发明目的是，克服现有技术方法的不足，提供了一种低能耗、高速率、无电磁干扰，并将用户设备与移动互联网相结合的基于可见光通信的室内导航系统。
为实现上述发明目的，提出了如下技术方案：
一种基于可见光通信的室内导航系统，包括LED灯、用户设备和导航服务器，其中，LED灯通过灯光信号与的导航服务器连接，所述LED灯发出的光，对应唯一的编码信息，并且对应唯一的位置信息。导航服务器存储LED灯编码和位置的对应信息、地图信息等。
进一步地，LED灯为安装在室内已知位置的照明设备，每一个LED灯使用一个小的集成电路，可通过通断电控制，让其发出唯一的闪烁光，对应唯一的编码信息。LED灯发出的闪烁光大于120Hz，所以人眼无法看到这种闪烁，但是手机摄像头使用卷帘快门可扑捉到这种闪烁。LED灯发射出的光，对应唯一的编码信息，并且对应唯一的位置信息。编码信息和位置信息的对应关系表存储在的导航服务器中。
进一步地，导航服务器存储LED灯编码和位置的对应信息、地图信息等。服务器强大的计算能力可辅助用户手持设备进行相关计算。例如，室内定位的计算涉及比较大的计算量，这部分的计算可以放到服务器中，用户手持设备只需要接收最后的结果。
进一步地，首先由用户设备(如手机)中输入目标资源后，使用手持设备摄像头拍摄LED灯；然后，手持设备上的应用程序对LED进行解码，得到对应的编码信息；接下来，手持设备通过无线网络与导航服务器进行连接，查询导航服务器中的关系表，获取LED灯位置；最后，服务器上的应用程序使用室内定位算法得到手持设备的位置信息，并返回给手持设备，结合手持设备上的地图，将需要的导航信息显示到用户设备屏幕上。
该发明的有益效果：
本发明的基于可见光通信的室内导航系统，将室内定位导航和服务相结合，将网络通讯新技术很好地运用到实际工作当中，同时具有低能耗、高速率、无电磁干扰等显著优点。可见光通信嵌入到室内导航服务中，推动了可见光通信的发展和应用，具有巨大的市场前景。
可见光通信的室内定位技术将可见光通信与无线定位技术有机结合，发挥各自的优长，则既可以提供较好的精度和响应速度，可以覆盖较广的范围，实现无缝的、精确的定位。基于可见光的室内定位无电磁污染，部署容易，既满足照明要求，又降低了功耗和成本。功耗低，调制解调算法简单，成本低，体积小，不需要重新部署灯源，只需把一个低成本的LED灯安装到原有的灯座上即可实现定位，满足了可扩展性和强壮性的要求。因此，基于可见光通信的室内导航系统具有巨大的市场经济效益。
附图说明
图1是本发明的基于可见光通信的室内导航系统的工作流程图；
图2是基于可见光通信的室内导航系统的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种基于可见光通信的室内导航系统作进一步详尽描述：
如图1所示，一种基于可见光通信的室内导航系统，包括LED灯、用户设备和导航服务器，其中，LED灯通过灯光信号与的导航服务器连接，LED灯发出的光，对应唯一的编码信息，并且对应唯一的位置信息。导航服务器存储LED灯编码和位置的对应信息、地图信息等。
所述LED灯为安装在室内已知位置的照明设备，每一个LED灯使用一个小的集成电路，可通过通断电控制，让其发出唯一的闪烁光，对应唯一的编码信息。LED灯发出的闪烁光大于120Hz，所以人眼无法看到这种闪烁，但是手机摄像头使用卷帘快门可扑捉到这种闪烁。LED灯发射出的光，对应唯一的编码信息，并且对应唯一的位置信息。编码信息和位置信息的对应关系表存储在的导航服务器中。
所述导航服务器存储LED灯编码和位置的对应信息、地图信息等。服务器强大的计算能力可辅助用户手持设备进行相关计算。例如，室内定位的计算涉及比较大的计算量，这部分的计算可以放到服务器中，用户手持设备只需要接收最后的结果。
所述用户设备(如手机)中输入目标资源后，使用手持设备摄像头拍摄LED灯；然后，手持设备上的应用程序对LED进行解码，得到对应的编码信息；接下来，手持设备通过无线网络与导航服务器进行连接，查询导航服务器中的关系表，获取LED灯位置；最后，服务器上的应用程序使用室内定位算法得到手持设备的位置信息，并返回给手持设备，结合手持设备上的地图，将需要的导航信息显示到用户设备屏幕上。
如图2所示，基于可见光通信的室内导航系统工作流程为用户在手机屏幕上输入需要的目标资料，通过查询服务器中的地图，得到目标资源的具体位置信息，作为导航目的地。进一步地，用户使用手持设备拍摄最近的若干个LED灯，摄像头使用卷帘快门获得这些LED灯的闪烁信息，并采用图像处理技术，手持设备或服务器可以对拍摄到的闪烁信息进行解码，得到对应的编码信息。进一步地，服务器端的应用程序在服务器上的编码位置对应表中进行查找，得到这些LED灯的位置信息。进一步地，导航服务器基于被拍摄的若干个LED灯的位置信息，以及它们在手持设备摄像头中的成像信息，采用基于多个LED灯的定位方法，得到手持设备的位置和拍摄角度信息，作为导航的起点和方向。进一步地，导航服务器使用路径寻找算法，得到从起点到目的地的导航信息，这些信息将会被发送到用户的手持设备上，结合手持设备中的加速度传感器，为用户提供导航服务。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (4)
1.一种基于可见光通信的室内导航系统，其特征在于，包括LED灯、用户设备和导航服务器，其中，所述LED灯通过灯光信号与的导航服务器连接，所述LED灯发出的光，对应唯一的编码信息，并且对应唯一的位置信息。所述导航服务器存储LED灯编码和位置的对应信息、地图信息。
2.据权利要求1所述的一种基于可见光通信的室内导航系统，其特征在于，所述LED灯为安装在室内已知位置的照明设备，每一个LED灯使用一个小的集成电路，通过通断电控制，发出唯一的闪烁光，对应唯一的编码信息。
3.据权利要求1所述的一种基于可见光通信的室内导航系统，其特征在于，所述用户设备能够使用摄像头拍摄LED灯，并且具有应用程序对LED进行解码，得到对应的编码信息，通过无线网络与导航服务器进行连接，获取导航信息。
4.据权利要求1所述的一种基于可见光通信的室内导航系统，其特征在于，导航服务器存储LED灯编码和位置的对应信息、地图信息，所述导航服务器用于室内定位的计算；用户设备中输入目标资源后，使用手持设备摄像头拍摄LED灯；然后，手持设备上的应用程序对LED进行解码，得到对应的编码信息；手持设备通过无线网络与导航服务器进行连接，查询导航服务器中的关系表，获取LED灯位置；服务器上的应用程序使用室内定位算法得到手持设备的位置信息，并返回给手持设备，结合手持设备上的地图，将需要的导航信息显示到用户设备屏幕上。
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