CN112462330A - 特定区域内物距定位系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出特定区域内物距定位系统与方法，所述定位系统包括多组LED光源发射器、控制每组LED光源发射器的多个接近探测器以及目标定位终端；目标定位终端包括光电探测器与蓝牙发射器。接近探测器探测所述目标定位终端与所述LED光源发射器的接近程度确定目标接近控制器；使用目标接近控制器控制对应分组的LED光源发射器中的N个LED光源在不同的时间间隙发射多个不同的光强信号；目标定位终端采用定位算法定位出当前目标定位终端的位置，并在所述目标定位终端的人机交互界面上显示。本发明的技术方案可以在LED变化情况下实现高精度的物距定位，同时避免干扰和故障。

Description

特定区域内物距定位系统与方法

技术领域

本发明属于室内精确定位技术领域，尤其涉及一种特定区域内物距定位 系统与方法。

背景技术

随着物联网和现代通信技术的高速发展，基于位置信息的空间定位技术已 成为人们生产生活中不可或缺的一个重要技术.由于在室内GPS卫星信号受 到建筑物阻挡，定位的速度和精度等性能严重下降，无法满足室内定位的需 求.因此，国内外学者在室内定位技术上进行了大量研究，开发了基于无线 电磁波的室内定位系统，如蓝牙红外线激光WLAN超宽带和超声波等室 内定位技术，但是这些室内定位技术也都有各自的局限。

无线定位系统不仅成本高安全性也得不到有效保障。基于射频RF的系统 在医院飞机上或一些电磁敏感的环境中的使用也会受到限制。此外，WiFi、 ZigBee、蓝牙和超宽带(UWB)等射频定位技术不能提供较高的定位精度， 且有抗电磁干扰小、较依赖额外设备导致成本略高的问题，不能满足大规模应 用的需求。例如，尽管用于室内定位的RFID、红外线、超声波、WLAN等 技术可以提供从几米到几十厘米的定位精度。然而，大多数基于无线通信的系 统会受到电磁干扰影响，在多个用户共享的情况下通信质量下降，这些都直接 影响了定位质量。

基于发光二极管(LED)的可见光定位(VLP)技术是在可见光通信(VLC) 的基础上利用LED信标的位置及其发出光信号所携带的信息对目标接收器 进行定位的，具有成本低、无需频谱许可和无射频电磁干扰等优点，加上LED 的广泛使用，VLP技术在室内定位和导航中越来越流行。

现阶段常用的可见光定位技术包括基于接收信号强度(RSS)、到达时间 (TOA)和到达角度(AOA)以及到达时间差(TDOA)等方法，其 中AOA技术可以达到很好的精度估算，但在接收器侧需要部署图像传感器 阵列，这是非常昂贵的；相对来说，RSS较易实现但定位精度不高；对于室 内环境、发射机和接收器之间的较短距离导致信号的传输时间很短，对发射机 与接收器的时钟精度及同步要求很高，使得TOA技术难以实现。但TDOA 技术对于发射机与接收器不需要同步，只要能测出两个信号之间的时间差即可 实现精确定位。

如图1所述，现有技术使用的可见光定位技术，要求室内照明用的至少四 个LED光源L₁-L₄呈等间隔对称布置在天花板上，不同LED形成的光照辐射 区相互重叠，确保目标定位终端可以同时收到不同LED发来的光强信号信 息。目标定位终端通过光电转换根据收到的参考信息实现位置估计，基于TD OA原理定位需要的参数是LED发送端到定位终端之间信号传输的时延差。 参与定位的LED数量会对定位性能产生影响。

经检索，现有技术([董支星，刘振宇，伍晓强.中国LED可见光通信室内定位 专利分析[J].中国科技信息，2018(15)：15-17.)以中国LED可见光通信室内定 位专利技术为研究对象，利用TDA分析工具、Thomson Innovation和Dialog Innography分析平台，对LED可见光通信室内定位专利的发展趋势、主要申 请人、创新人才以及重点技术进行了分析，揭示了中国在该领域专利技术的整 体发展态势。

然而，申请人在实践中发现，现有技术提出的上述可见光定位技术，都是 基于待定位目标处于相对静止状态，或者虽然待定位目标可以移动，但是在定 位时要求待定位目标和对应的LED光源灯组处于暂时的稳定静止状态；此外， 现有技术大部分都是基于多LED灯组，即至少要求接受3个以上的LED光强 信号才能完成定位；更重要的是，现有技术大多未考虑除当前LED灯组之外 其他不在定位范围内的LED灯组的光强信号影响，即忽略了干扰性，而这个 现象在实际中却是广泛存在的；最后，现有技术也并未考虑当前定位范围内的 LED存在错误或者故障的情形。

总而言之，现有技术的定位技术大多存在于理论建模层级，在实际应用中 存在各种缺陷。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种特定区域内高精度物距定位方法 与系统。所述定位系统包括多组LED光源发射器、控制每组LED光源发射 器的多个接近探测器以及目标定位终端。所述目标定位终端包括光电探测 器以及蓝牙发射器。所述控制每组LED光源发射器的多个接近探测器与所 述目标定位终端配置的所述蓝牙发射器进行无线通信，用于探测所述目标 定位终端与所述LED光源发射器的接近程度；基于所述接近程度，将所述 多个接近探测器中的其中一个接近探测器作为目标接近控制器；使用所述 目标接近控制器控制对应分组的LED光源发射器中的N个LED光源在不 同的时间间隙发射多个不同的光强信号；所述目标定位终端的所述光电探 测器接收不同的光强信号，采用对应定位算法定位出当前目标定位终端的 位置，并在所述目标定位终端的人机交互界面上显示。

本发明的技术方案引入蓝牙无线通信的接近检测技术首先确定目标接 近控制器，然后基于目标接近控制器控制对应LED光源发出光强信号，避 免了无关定位范围的光强干扰；此外，基于LED光源状态的不同，可以对 应采用不同的定位算法，能够进一步提高定位精度，并且适应不同情况下 的定位要求，实践性更强。

具体而言，在本发明的第一个方面，提供一种高精度物距定位系统，所 述定位系统包括多组LED光源发射器以及目标定位终端。

在本发明的第一个方面的技术方案中，着重解决定位精度问题，因此， 要求定位范围内存在多个LED光源。

优选的，所述每组LED光源发射器包括N个LED光源，N≥3；所述 目标定位终端包括光电探测器，所述光电探测器用于接收所述LED光源发 射的光强信号。

然而，作为不同于现有技术的第一个方面，本发明的创造性在于：

所述定位系统还包括控制每组LED光源发射器的多个接近探测器，

所述目标定位终端还配置有蓝牙发射器；

作为体现上述创造性的关键性技术手段，

所述控制每组LED光源发射器的多个接近探测器与所述目标定位终端 配置的所述蓝牙发射器进行无线通信，用于探测所述目标定位终端与所述 LED光源发射器的接近程度；

基于所述接近程度，将所述多个接近探测器中的其中一个接近探测器作 为目标接近控制器；

使用所述目标接近控制器控制对应分组的LED光源发射器中的N个 LED光源在不同的时间间隙发射多个不同的光强信号；

所述目标定位终端的所述光电探测器接收所述多个不同的光强信号，采 用定位算法定位出当前目标定位终端的位置，并在所述目标定位终端的人 机交互界面上显示。

更具体的，基于所述接近程度，将所述多个接近探测器中的其中一个 接近探测器作为目标接近控制器，具体包括：

每组LED光源发射器被一个接近探测器控制；

获取多个所述接近探测器探测到的所述目标定位终端配置的所述蓝牙 发射器发射的蓝牙信号强度值；

选择探测到最大蓝牙信号强度值对应的接近探测器作为所述目标接近 控制器。

作为本发明的第二个方面，还需要自适应的解决实际应用中LED数量 不足或者LED故障的问题，因此，作为本发明的另一个创造性的体现，

在本发明中，每组LED光源发射器中包含至少一个内置颜色信标的圆 形LED光源，所述颜色信标分配有唯一的ID信息；

所有颜色信标的ID信息存储于预定数据库中，并在目标定位区域内通 过可变频率的振幅调制方法重复广播该ID信息，使得目标定位区域内的所 述目标定位终端能够接收到所述ID信息。

所述控制每组LED光源发射器的多个接近探测器控制该组中所述内置 颜色信标的圆形LED光源的所述内置颜色信标的可见性。

换句话说，正常情况下，所述内置颜色信标肉眼不可见。正常情况一般 是指N＞2的情况，即当前定位范围内，至少存在三个状态正常的LED光 源。

此时，所述使用所述目标接近控制器控制对应分组的LED光源发射器 中的N个LED光源在不同的时间间隙发射多个不同的光强信号，具体包括：

采用时分复用技术使得所述N个LED光源在不同的时间间隙发射可见 光信号；

所述可见光信号加载后发射所述可见光信号的LED光源的位置坐标信 息。

所述光电探测器接收所述可见光信号的强度、信号到达时间、信号到达 角度信息、信号到达时间差，通过解码恢复原始信号，执行定位算法定位 出当前目标定位终端的位置。

当所述N＝3时，使用三边测量算法计算目标定位终端的位置坐标。

当所述N＞3时，在所述距离信息中引入加权因子后，使用三边测量算 法计算目标定位终端的位置坐标。

在本发明的另一个方面，提供一种特定区域内高精度物距定位方法，所 述方法基于前述的高精度物距定位系统实现，所述高精度物距定位系统包 括多组LED光源发射器，每组LED光源发射器包括至少一个LED光源并 且所述每组LED光源发射器中包括至少一个内置颜色信标的圆形LED光 源，每组LED光源发射器包括一个接近探测器，所述接近探测器控制该组 LED光源中的LED光源的发射状态。

值得指出的是，在本发明的方法中，着重强调的是定位方法可以自适应 的根据现场定位范围内LED的变化情况来自动化的切换定位方法，但是并 不意味着正常的情况下不能处理，相反，同样包括在内。

具体来说，所述方法包括如下步骤：

S101：通过所述接近检测器接收目标定位终端发射的蓝牙信号；

S102：将检测到最强蓝牙信号的接近检测器作为目标接近检测器；

S103：获取所述目标接近检测器对应的LED光源发射器包含的状态正 常的LED光源的数量M；

S104：若M≥3，则所述目标接近检测器控制所述M个LED光源在不 同的时间间隙发射多个不同的光强信号；

所述目标定位终端的光电探测器接收所述多个不同的光强信号，采用定 位算法定位出当前目标定位终端的位置，并在所述目标定位终端的人机交 互界面上显示；

S105：若0＜M＜3，则判断所述M个LED光源中是否存在状态正常的 内置颜色信标的圆形LED光源；

S106：如果存在，则所述目标接近检测器控制所述状态正常的内置颜 色信标的圆形LED光源开启所述颜色信标，并通过可变频率的振幅调制方 法重复广播该颜色信标的ID信息，目标定位终端能够接收到所述ID信息 后定位出当前目标定位终端的位置，并在所述目标定位终端的人机交互界 面上显示；

S107：如果不存在，则将检测到次强蓝牙信号的接近检测器作为目标 接近检测器，返回步骤S103。

总体来说，本发明的技术方案可以在LED变化情况下实现高精度的物 距定位，同时避免干扰和故障。

本发明的技术方案引入蓝牙无线通信的接近检测技术首先确定目标接 近控制器，然后基于目标接近控制器控制对应LED光源发出光强信号，避 免了无关定位范围的光强干扰；此外，基于LED光源状态的不同，可以对 应采用不同的定位算法，能够进一步提高定位精度，并且适应不同情况下 的定位要求，实践性更强。

本发明的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细 体现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图 仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创 造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中基于可见光的定位技术的基本结构示意图

图2是本发明一个实施例的高精度物距定位系统的整体架构图

图3是图2所述系统的具体应用场景通信的示意图

图4是利用图2所述系统实现的物距定位方法方法的部分流程图

图5是单个LED光源下的定位方法示意图

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出进一步的描述。

参见图1，正如背景技术所述的，现有技术一般要求室内照明用的至少 四个LED光源L₁-L₄呈等间隔对称布置在天花板上，不同LED形成的光照辐 射区相互重叠，确保目标定位终端可以同时收到不同LED发来的光强信号信 息。目标定位终端通过光电转换根据收到的参考信息实现位置估计，基于TD OA原理定位需要的参数是LED发送端到定位终端之间信号传输的时延差。 参与定位的LED数量会对定位性能产生影响。

此外，在图1的示意图中，都是基于待定位目标处于相对静止状态，或者 虽然待定位目标可以移动，但是在定位时要求待定位目标和对应的LED光源 灯组处于暂时的稳定静止状态；该方案基于多LED灯组，即至少要求接收3 个以上的LED光强信号才能完成定位；更重要的是，该方案未考虑除当前LED 灯组之外其他不在定位范围内的LED灯组的光强信号影响，即忽略了干扰性， 而这个现象在实际中却是广泛存在的；最后，该方案也并未考虑当前定位范围 内的LED存在错误或者故障的情形。

图2是本发明一个实施例的高精度物距定位系统的整体架构图，而图3 是图2所述系统的具体应用场景通信的示意图。

图2-图3中，所述定位系统包括多组LED光源发射器、控制每组LED 光源发射器的多个接近探测器以及目标定位终端。

所述每组LED光源发射器包括N个LED光源；

所述目标定位终端包括光电探测器，所述光电探测器用于接收所述LED 光源发射的光强信号；

所述目标定位终端还配置有蓝牙发射器；

所述控制每组LED光源发射器的多个接近探测器与所述目标定位终端 配置的所述蓝牙发射器进行无线通信，用于探测所述目标定位终端与所述 LED光源发射器的接近程度；

基于所述接近程度，将所述多个接近探测器中的其中一个接近探测器作 为目标接近控制器；

使用所述目标接近控制器控制对应分组的LED光源发射器中的N个 LED光源在不同的时间间隙发射多个不同的光强信号；

所述目标定位终端的所述光电探测器接收所述多个不同的光强信号，采 用定位算法定位出当前目标定位终端的位置，并在所述目标定位终端的人 机交互界面上显示。

图3所述的示意图中，存在三组LED光源。图1类似的现有技术中， 当针对第一组定位时，实际上直接忽略第二组或者第三组的影响，但是这 个是不客观的。

本实施例中，基于所述接近程度，将所述多个接近探测器中的其中一个 接近探测器作为目标接近控制器，具体包括：

每组LED光源发射器被一个接近探测器控制；

获取多个所述接近探测器探测到的所述目标定位终端配置的所述蓝牙 发射器发射的蓝牙信号强度值；

选择探测到最大蓝牙信号强度值对应的接近探测器作为所述目标接近 控制器。

所述使用所述目标接近控制器控制对应分组的LED光源发射器中的N 个LED光源在不同的时间间隙发射多个不同的光强信号，具体包括：

采用时分复用技术使得所述N个LED光源在不同的时间间隙发射可见 光信号；

所述可见光信号加载后发射所述可见光信号的LED光源的位置坐标信 息。

如此一来，基于目标接近控制器的设定，可以排除干扰。图3中，虚线 部分表示对应光强信号不予发射或者不予接受。

所述目标定位终端的所述光电探测器接收所述多个不同的光强信号，采 用定位算法定位出当前目标定位终端的位置，具体包括：

所述光电探测器接收所述可见光信号的强度、信号到达时间、信号到达 角度信息、信号到达时间差，通过解码恢复原始信号，执行定位算法定位 出当前目标定位终端的位置。

此时，基于N个LED光源在不同的时间间隙发射多个不同的光强信号 的到达时间、到达时间差、接收信号强度以及到达角度之一或者任意组合， 得到LED光源与所述所述目标定位终端之间的距离信息；

当所述N＝3时，使用三边测量算法计算目标定位终端的位置坐标。

设所述目标定位终端的位置坐标信息为(x，y，z)，三个LED光源(Li)的 位置坐标信息为(Lxi，Lyi，Lzi)，i＝1，2，3；

则有：

其中Ri为LED光源Li与目标定位终端之间的距离；

求解上述方程组，即可定位出目标定位终端的位置坐标(x，y，z)。

实际应用中，一般不会排布三个LED这种布置，通常都是4个或者以 上的LED灯组作为一组，此时，可以充分利用已有的LED提高定位精度。

为此，本实施例也考虑N＞3的情形，提出更为精确的定位方法如下：

当所述N＞3时，在所述距离信息中引入加权因子后，使用三边测量算 法计算目标定位终端的位置坐标。

首先，在三边定位情况下，假设三边定位配置的LED的坐标分别为 A(xa，ya，za)，B(xb，yb，zb)和C(xc，yc，zc)，待定位节点(NP)的坐标为(xe， ye，ze)，NP到房顶三个LED的距离分别为(dc1，dc2，dc3)，可表示如 下：

针对室内定位发端共面且仅需二维平面定位的情况，即za＝zb＝zc ＝H(H为房屋高度)，ze＝0，此时，NP坐标(xe，ye)可以通过求解下面线 性方程组获得：

只要三个LED不共线，上述方程组存在唯一解。

其次考虑室内照明LED合理布局情况，假设位于天花板上的四个LED 的坐标分别为A(xa，ya，za)、B(xb，yb，zb)、C(xc，yc，zc)和D(xd，yd，zd)， NP坐标为(xe，ye，ze)。

对于室内定位za＝zb＝zc＝zd＝H，ze＝0。基于VLC传输链路，利 用RSS技术，可以获得NP到多个LED的估计距离di，i＝1，2，3，4。在4 个LED中任取3个(假设为ABC、ABD、ACD及BCD)构成三边定 位的发射端，然后分别对ABC、ABD、ACD及BCD四个组合进行三 边定位，得到NP位置坐标为E(x1，y1)、E(x2，y2)、E(x3，y3)及E(x4，y4)。 基于这4点坐标，通过引入加权因子w1、w2、w3和w4，NP点坐标：

式中k为衰减常数，对估计距离进行指数衰减。可见光定位有这样的 特点：传输距离越短接收到的光功率越大，干扰相对较小，定位越准确， 因此把距离信息引入加权因子中应该是距离越短加权因子越大，所以k应 取负数，且值越小表示短距离定位单元的加权因子越大，定位精度越高。

基于上述图2-图3，图4给出了所述系统实现的物距定位方法方法的部 分流程图。

图4所述方法方法基于高精度物距定位系统实现，所述高精度物距定位 系统包括多组LED光源发射器，每组LED光源发射器包括至少一个LED 光源并且所述每组LED光源发射器中包括至少一个内置颜色信标的圆形 LED光源，每组LED光源发射器包括一个接近探测器，所述接近探测器控 制该组LED光源中的LED光源的发射状态，

所述方法包括如下步骤：

S101：通过所述接近检测器接收目标定位终端发射的蓝牙信号；

S102：将检测到最强蓝牙信号的接近检测器作为目标接近检测器；

S103：获取所述目标接近检测器对应的LED光源发射器包含的状态正 常的LED光源的数量M；

S104：若M≥3，则所述目标接近检测器控制所述M个LED光源在不 同的时间间隙发射多个不同的光强信号；

所述目标定位终端的光电探测器接收所述多个不同的光强信号，采用定 位算法定位出当前目标定位终端的位置，并在所述目标定位终端的人机交 互界面上显示；

S105：若0＜M＜3，则判断所述M个LED光源中是否存在状态正常的 内置颜色信标的圆形LED光源；

S106：如果存在，则所述目标接近检测器控制所述状态正常的内置颜 色信标的圆形LED光源开启所述颜色信标，并通过可变频率的振幅调制方 法重复广播该颜色信标的ID信息，目标定位终端能够接收到所述ID信息 后定位出当前目标定位终端的位置，并在所述目标定位终端的人机交互界 面上显示；

S107：如果不存在，则将检测到次强蓝牙信号的接近检测器作为目标 接近检测器，返回步骤S103。

需要指出的是，在步骤S105中，处理的是状态正常的LED灯源少于3 个情形。此时，本实施例采用辅助标记的单LED信标可见光定位系统实现 定位，具体参见图5。

图5所述实施例中，目标定位终端可以是包含拍摄功能以及CMOS传 感器的智能手机。

此时，可使用目标定位终端拍摄圆形LED信标时，目标定位终端拍摄 平面与水平方向的夹角不同，在拍摄的图像中看到的椭圆就不同，由此可 以求解出目标定位终端平面与水平方向的夹角α，再通过分析图像中标记与 椭圆的位置关系即可求解出另一个夹角β，进而求解出到达角(AOA)算 法中的2个角θ和

最后，结合单目测距算法测得CMOS传感器到LED信标的距离求解出待定位点的3D位置坐标。

工作流程如图2右边所示，分为LED信标、图像处理和3D定位3个 部分。

在第一部分中，具有额外标记的圆形LED信标安装在室内的天花板 上，为了减少计算量，规定每个LED信标的

与世界坐标系的

平行， 每个LED信标都分配有唯一的身份(ID)信息，该ID存储在数据库中， 并通过可变频率的二进制振幅键控(BASK)调制方法重复广播其ID，从 而获得可靠的VLC功能。

在第二部分中，CMOS传感器作为接收器，当需要知道CMOS传感器 所处的位置N时，CMOS传感器会捕获天花板上的LED信标，获得至少 带一个LED信标的图像。从原始的RGB图像中识别带颜色的标记，提取 标记的中心点，获得其在像素坐标系中的坐标P′。也可通过结合椭圆检 测方式检测特征点用以减少漏检率。然后，将RGB图像灰度化，使用对 比度受限的自适应直方图均衡化(CLAHE)对光斑进行解调以获得LED信 标的ID，通过查找ID数据库获得参考的LED信标在世界坐标系中的位 置M。同时，在灰度图像中使用Sobel算子提取出LED信标的边缘像 素点，并基于最小二乘拟合求解与这些边缘点最佳匹配的椭圆。这部分图 像的采集需要满足LED信标的中心与成像平面的中心重合，即需要满足 CMOS传感器平面的法向量

进而，根据拟合出的椭圆光斑可以 提取出其几何特征，例如长轴像素长度、短轴像素长度和椭圆中心点的像 素坐标。

在第三部分中，利用从圆形LED信标的椭圆光斑图像中提取的几何特 征等参数来估计CMOS传感器在世界坐标系中的3D位置坐标。

显然，经过上述改进，引入蓝牙无线通信的接近检测技术首先确定目标 接近控制器，然后基于目标接近控制器控制对应LED光源发出光强信号， 避免了无关定位范围的光强干扰；此外，基于LED光源状态的不同，可以 对应采用不同的定位算法，能够进一步提高定位精度，并且适应不同情况 下的定位要求，实践性更强。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进 行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同 物限定。

Claims (10)

1.一种物距定位系统，所述定位系统包括多组LED光源发射器、控制每组LED光源发射器的多个接近探测器以及目标定位终端；

其特征在于：

所述每组LED光源发射器包括N个LED光源，N≥3；

所述目标定位终端包括光电探测器，所述光电探测器用于接收所述LED光源发射的光强信号；

所述目标定位终端还配置有蓝牙发射器；

所述控制每组LED光源发射器的多个接近探测器与所述目标定位终端配置的所述蓝牙发射器进行无线通信，用于探测所述目标定位终端与所述LED光源发射器的接近程度；

基于所述接近程度，将所述多个接近探测器中的其中一个接近探测器作为目标接近控制器；

使用所述目标接近控制器控制对应分组的LED光源发射器中的N个LED光源在不同的时间间隙发射多个不同的光强信号；

所述目标定位终端的所述光电探测器接收所述多个不同的光强信号，采用定位算法定位出当前目标定位终端的位置，并在所述目标定位终端的人机交互界面上显示。

2.如权利要求1所述的一种物距定位系统，其特征在于：

基于所述接近程度，将所述多个接近探测器中的其中一个接近探测器作为目标接近控制器，具体包括：

每组LED光源发射器被一个接近探测器控制；

获取多个所述接近探测器探测到的所述目标定位终端配置的所述蓝牙发射器发射的蓝牙信号强度值；

选择探测到最大蓝牙信号强度值对应的接近探测器作为所述目标接近控制器。

3.如权利要求1所述的一种物距定位系统，其特征在于：

所述使用所述目标接近控制器控制对应分组的LED光源发射器中的N个LED光源在不同的时间间隙发射多个不同的光强信号，具体包括：

采用时分复用技术使得所述N个LED光源在不同的时间间隙发射可见光信号；

所述可见光信号加载后发射所述可见光信号的LED光源的位置坐标信息。

4.如权利要求3所述的一种物距定位系统，其特征在于：

所述目标定位终端的所述光电探测器接收所述多个不同的光强信号，采用定位算法定位出当前目标定位终端的位置，具体包括：

所述光电探测器接收所述可见光信号的强度、信号到达时间、信号到达角度信息、信号到达时间差，通过解码恢复原始信号，执行定位算法定位出当前目标定位终端的位置。

5.如权利要求1所述的一种物距定位系统，其特征在于：

每组LED光源发射器中包含至少一个内置颜色信标的圆形LED光源，所述颜色信标分配有唯一的ID信息；

所有颜色信标的ID信息存储于预定数据库中，并在目标定位区域内通过可变频率的振幅调制方法重复广播该ID信息，使得目标定位区域内的所述目标定位终端能够接收到所述ID信息。

6.如权利要求5所述的一种物距定位系统，其特征在于：

所述控制每组LED光源发射器的多个接近探测器控制该组中所述内置颜色信标的圆形LED光源的所述内置颜色信标的可见性。

7.如权利要求3所述的一种物距定位系统，其特征在于：

采用定位算法定位出当前目标定位终端的位置，包括：

基于N个LED光源在不同的时间间隙发射多个不同的光强信号的到达时间、到达时间差、接收信号强度以及到达角度之一或者任意组合，得到LED光源与所述所述目标定位终端之间的距离信息；

当所述N＝3时，使用三边测量算法计算目标定位终端的位置坐标。

8.如权利要求7所述的一种物距定位系统，其特征在于：

当所述N＝3时，使用三边测量算法计算目标点的位置坐标，具体包括：

设所述目标定位终端的位置坐标信息为(x，y，z)，三个LED光源(Li)的位置坐标信息为(L_xi，L_yi，L_zi)，i＝1，2，3；

则有：

其中R_i为LED光源Li与目标定位终端之间的距离；

求解上述方程组，即可定位出目标定位终端的位置坐标(x，y，z)。

9.如权利要求3所述的一种物距定位系统，其特征在于：

采用定位算法定位出当前目标定位终端的位置，包括：

基于N个LED光源在不同的时间间隙发射多个不同的光强信号的到达时间、到达时间差、接收信号强度以及到达角度之一或者任意组合，得到LED光源与所述所述目标定位终端之间的距离信息；

当所述N＞3时，在所述距离信息中引入加权因子后，使用三边测量算法计算目标定位终端的位置坐标。

10.一种特定区域内物距定位方法，所述方法基于高精度物距定位系统实现，所述高精度物距定位系统包括多组LED光源发射器，每组LED光源发射器包括至少一个LED光源并且所述每组LED光源发射器中包括至少一个内置颜色信标的圆形LED光源，每组LED光源发射器包括一个接近探测器，所述接近探测器控制该组LED光源中的LED光源的发射状态，

其特征在于：

所述方法包括如下步骤：

S101：通过所述接近检测器接收目标定位终端发射的蓝牙信号；

S102：将检测到最强蓝牙信号的接近检测器作为目标接近检测器；

S103：获取所述目标接近检测器对应的LED光源发射器包含的状态正常的LED光源的数量M；

S104：若M≥3，则所述目标接近检测器控制所述M个LED光源在不同的时间间隙发射多个不同的光强信号；

所述目标定位终端的光电探测器接收所述多个不同的光强信号，采用定位算法定位出当前目标定位终端的位置，并在所述目标定位终端的人机交互界面上显示；

S105：若0＜M＜3，则判断所述M个LED光源中是否存在状态正常的内置颜色信标的圆形LED光源；

S106：如果存在，则所述目标接近检测器控制所述状态正常的内置颜色信标的圆形LED光源开启所述颜色信标，并通过可变频率的振幅调制方法重复广播该颜色信标的ID信息，目标定位终端能够接收到所述ID信息后定位出当前目标定位终端的位置，并在所述目标定位终端的人机交互界面上显示；

S107：如果不存在，则将检测到次强蓝牙信号的接近检测器作为目标接近检测器，返回步骤S103。

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