CN112995911A - 基于可见光通信的智慧物流定位方法 - Google Patents

基于可见光通信的智慧物流定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于可见光通信的智慧物流定位方法，适用于物流车辆在货物堆场内运输时的物流定位，通过预先布设在货物堆场内基于LED灯具阵列形成的物流定位辅助系统对进入货物堆场内且带有可见光接收器的物流车辆定位，LED灯具阵列内的各LED灯具均可与物流车辆上的可见光接收器建立可见光通信，且每一个LED灯具检测到与物流车辆建立可见光通信时，就会将包括通信连接起始时刻、LED灯具的唯一标识号以及LED灯具的空间坐标位置信息的可见光通信信息发送给服务器处理，而后再由服务器基于接收到的所有可见光通信信息处理得到物流车辆当前时刻在货物堆场内的具体位置，从而提高了针对物流车辆在货物堆场环境内定位的准确度。

Description

基于可见光通信的智慧物流定位方法
技术领域
本发明涉及物流管理领域，尤其涉及一种基于可见光通信的智慧物流定位方法。
背景技术
随着电子商务经济发展，物流运输业得到蓬勃式发展，物流公司针对物流过程中所产生物流信息的管理难度也在不断加大。其中，作为物流信息管理中的关键信息之一，物流定位信息对于物流运输安全保障和物流运输效率的管理尤其重要。
在针对货物的实际物流运输过程中，物流运输过程包括物流车辆在货物堆场的运输、物流车辆在城市道路上的运输以及物流车辆在物流中转场地内的运输。但是，当前针对物流定位信息的研究主要是聚焦于获取盛载货物的物流车辆在城市道路运输途中的定位，进而得到物流车辆上货物实时位置信息，并且物流定位技术主要是采用GPS定位或/和北斗定位的方式实现，很少考虑到物流车辆在货物堆场内的运输过程。作为提高物流定位管理的重要目标，如何对物流车辆在货物堆场内的准确定位，对于实现物流运输过程的物流定位管理，至关重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种基于可见光通信的智慧物流定位方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：基于可见光通信的智慧物流定位方法，适用于物流车辆在货物堆场内运输时的物流定位，其特征在于，包括如下步骤：
基于可见光通信的智慧物流定位方法，适用于物流车辆在货物堆场内运输时的物流定位，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，在物流公司管理的各物流车辆上预先安装定位装置和可见光接收器，以及预先在货物堆场内布设基于可见光的物流定位辅助系统；
其中，该物流定位辅助系统包括服务器以及预先布设在货物堆场内的LED灯阵列，该LED灯阵列具有多个位于货物堆场内不同位置的LED灯具，各LED灯具相对货物堆场地面的设置高度相同，各LED灯具与服务器建立无线通信连接，各LED灯具上均设置有处理器、通信装置、能与启动后的可见光接收器建立可见光通信连接的可见光发射器和存储器，存储器内具有对应其所属LED灯具的唯一标识号以及该唯一标识号所对应的空间坐标点位置信息，处理器分别连接通信装置、可见光发射器和存储器；
步骤2，对进入到货物堆场内的物流车辆的车牌号进行识别，并且获取该物流车辆上所安装可见光发射器的标识号；
步骤3，货物堆场内的各LED灯具对自身是否与物流车辆建立可见光通信做出实时检测；
步骤4，货物堆场内的各LED灯具根据针对可见光通信的实时检测结果做出判断：
当已经建立可见光通信时，该LED灯具将检测到的可见光通信信息发送给服务器，转入步骤5；否则，转入步骤3；其中，LED灯具发送给服务器的可见光通信信息包括该LED灯具与物流车辆之间建立可见光通信的通信连接起始时刻、该LED灯具的唯一标识号以及该唯一标识号所对应的空间坐标点位置信息；
步骤5，服务器根据物流车辆车牌号以及已经接收到的且与该物流车辆车牌号所对应物流车辆相对应的所有可见光通信信息做出融合处理，得到当前物流车辆在货物堆场内的位置信息；
步骤6，服务器将所得当前物流车辆在货物堆场内的位置信息通过无线通信方式发送给远端的物流公司管理平台处理。
进一步地，在所述基于可见光通信的智慧物流定位方法中，在步骤5中，服务器按照如下方式处理得到当前物流车辆在货物堆场内的位置信息：
步骤51，服务器对接收到的所有可见光通信信息做信息提取，分别得到每一个可见光通信信息内所包含的通信连接起始时刻和对应的LED灯具的唯一标识号；
其中，在货物堆场内布设的LED灯阵列具有M个LED灯具，第m个LED灯具标记为LEDm，LED灯具LEDm发送给服务器的可见光通信信息标记为
Figure BDA0002963173030000021
可见光通信信息
Figure BDA0002963173030000022
内所包含的通信连接起始时刻标记为
Figure BDA0002963173030000023
可见光通信信息
Figure BDA0002963173030000024
内所包含的该LED灯具LEDm的唯一标识号标记为
Figure BDA0002963173030000025
该唯一标识号
Figure BDA0002963173030000026
所对应的空间坐标点标记为
Figure BDA0002963173030000027
空间坐标点
Figure BDA0002963173030000028
的坐标信息标记为
Figure BDA0002963173030000029
表示LED灯具LEDm在沿货物堆场地面所处平面直角坐标系上的横坐标，
Figure BDA00029631730300000210
表示LED灯具LEDm在沿货物堆场地面所处平面直角坐标系上的纵坐标；
步骤52，服务器在提取到的所有通信连接起始时刻内，按照接收到各通信连接起始时刻的先后顺序，依次计算前、后两次通信连接起始时刻的时间差值以及该前后两次通信连接起始时刻所分别对应空间坐标点之间的空间距离；其中，服务器接收到的前一次通信连接起始时刻与后一次通信连接起始时刻之间的时间差值标记为△tm，
Figure BDA0002963173030000031
前一次通信连接起始时刻
Figure BDA0002963173030000032
与后一次通信连接起始时刻
Figure BDA0002963173030000033
所分别对应空间坐标点之间的空间距离标记为dm，
Figure BDA0002963173030000034
步骤53，服务器根据所得所有的时间差值以及与每一个时间差值所对应的空间距离，分别得到物流车辆在每一个时间差值内所对应的平均运动速度；其中，物流车辆在时间差值△tm内所对应的平均运动速度标记为
Figure BDA0002963173030000035
步骤54，服务器根据已经得到的所有平均运动速度，处理得到物流车辆自驶入货物堆场起始时刻至最近一次接收到可见光通信信息时刻之间的物流车辆行驶速度均值；其中，物流车辆行驶速度均值标记为
Figure BDA0002963173030000036
K∈[1,M]；K表示服务器最近一次接收到可见光通信信息时刻所处的次数，最近一次接收到可见光通信信息时刻标记为△tK；物流车辆自驶入货物堆场起始时刻时所对应的空间坐标点标记为G0，空间坐标点G0的坐标信息标记为
Figure BDA0002963173030000037
步骤55，服务器接收针对该物流车辆的车辆定位指令，且获取接收到该车辆定位指令的指令接收时刻，并根据获取的该指令接收时刻、最近一次接收到可见光通信信息时刻以及所述物流车辆行驶速度均值，得到物流车辆在当前时刻的位置信息；其中，服务器接收到车辆定位指令的指令接收时刻标记为t，物流车辆在当前时刻的空间坐标点标记为Gt，空间坐标点Gt的坐标信息标记为
Figure BDA0002963173030000038
Figure BDA0002963173030000039
考虑到货物堆场内通常会堆积大量的货物以及受到货物架、货物柜等因素对于通信信号质量的影响，再改进地，本发明中所述基于可见光通信的智慧物流定位方法，还包括：
在步骤1中预先在货物堆场内布设频谱感知阵列；
以及，在步骤6中，服务器利用无线通信装置在当前货物堆场所处通信环境中的最优空闲频段将所得当前物流车辆在货物堆场内的位置信息发送给远端的物流公司管理平台处理；其中，频谱感知阵列由多个自带信噪比检测功能的频谱感知模块所组成，每一个频谱感知模块一一对应地设置在一个LED灯具上，且频谱感知模块与同一个LED灯具上的处理器和通信装置分别连接。
进一步地，在所述基于可见光通信的智慧物流定位方法中，所述最优空闲频段由服务器根据所有LED灯具内的频谱感知模块的频谱感知检测结果融合处理得到。
再进一步地，在所述基于可见光通信的智慧物流定位方法中，所述服务器融合处理得到最优空闲频段的过程包括如下步骤a1～a7：
步骤a1，服务器在预设时间段内按照预设时间间隔获取货物堆场内经所有LED灯具发送来的频谱感知模块的信噪比检测值；其中，在货物堆场内，LED灯具LEDm内所设置的频谱感知模块标记为
Figure BDA0002963173030000041
1≤m≤M，预设时间段标记为(t0,t1]，t1-t0＝T，预设时间间隔标记为△T，T＝N·△T，N∈Z+；
步骤a2，服务器根据在预设时间段内每次获取到的所有信噪比检测值，分别形成针对每一个频谱感知模块的信噪比检测值序列；其中，服务器在预设时间段接收到信噪比检测值的总数次标记为W，
Figure BDA0002963173030000042
服务器自该预设时间段起始时刻t0后的第w次所接收到频谱感知模块
Figure BDA0002963173030000043
的信噪比检测值标记为
Figure BDA0002963173030000044
形成的频谱感知模块
Figure BDA0002963173030000045
的信噪比检测值序列标记为
Figure BDA0002963173030000046
步骤a3，服务器对已形成的每一个频谱感知模块的信噪比检测值序列做出处理，分别得到各频谱感知模块的信噪比波动系数；其中，频谱感知模块
Figure BDA0002963173030000047
的信噪比波动系数标记为
Figure BDA0002963173030000048
Figure BDA0002963173030000049
步骤a4，服务器对在预设时间段内接收到的每一个频谱感知模块的信噪比检测值进行拟合处理，分别得到每一个频谱感知模块所检测信噪比检测值在同一直角坐标系内的信噪比变化拟合曲线；其中，在该直角坐标系内，横轴为时刻值，纵轴为信噪比值，各信噪比变化拟合曲线在横轴上的起始时刻均标记为t0，各信噪比变化拟合曲线在横轴上的结束时刻均标记为t1，频谱感知模块
Figure BDA00029631730300000410
在该预设时间段(t0,t1]内的信噪比变化拟合曲线标记为
Figure BDA00029631730300000411
步骤a5，服务器分别计算每一个频谱感知模块所对应的信噪比变化拟合曲线在预设时间段内的拐点数量；其中，频谱感知模块
Figure BDA00029631730300000412
的信噪比变化拟合曲线
Figure BDA00029631730300000413
在预设时间段(t0,t1]内的拐点数量标记为
Figure BDA00029631730300000414
步骤a6，服务器根据所得每一个频谱感知模块的拐点数量以及信噪比波动系数，分别得到各频谱感知模块在预设时间段内的信噪比稳定性系数；其中，频谱感知模块
Figure BDA0002963173030000051
的信噪比稳定性系数标记为
Figure BDA0002963173030000052
Figure BDA0002963173030000053
其中，△p＝0.00001，△σ＝0.00001；
步骤a7，服务器在所得所有频谱感知模块的信噪比稳定性系数中查找得到最大信噪比稳定系数值，并将该最大信噪比稳定系数值所对应的频谱感知模块作为针对当前货物堆场通信环境的最优频谱感知模块，且将该最优频谱感知模块检测到的空闲频段作为最优空闲频段。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
首先，该发明旨在解决物流车辆在货物堆场内运输时的物流定位，通过预先布设在货物堆场内的基于LED灯具阵列所形成的物流定位辅助系统来对进入到货物堆场内的且带有可见光接收器的物流车辆进行定位，LED灯具阵列内的各LED灯具均可以与物流车辆上的可见光接收器建立可见光通信，并且每一个LED灯具在检测到与物流车辆建立可见光通信时，就会将包括通信连接起始时刻、该LED灯具的唯一标识号以及LED灯具的空间坐标位置信息的可见光通信信息发送给服务器处理，而后再由服务器基于接收到的所有可见光通信信息处理得到物流车辆当前时刻在货物堆场内的具体位置；
其次，考虑到货物堆场的复杂通信环境情况，该发明还引入了频谱感知技术，在货物堆场内所布设LED阵列的每一个LED灯具上设置检测周围通信环境内空闲频段情况的频谱感知模块，并且基于各LED灯具上的频谱感知模块在预设时间段内检测的信噪比序列以及信噪比变化拟合曲线，分别得到各频谱感知模块的信噪比波动系数和拐点数量，进而再分别得到每一个频谱感知模块的信噪比稳定性系数，且最终以具有最大信噪比稳定性系数的频谱感知模块所检测到的空闲频段作为最优空闲频段，由服务器利用无线通信装置在该最优空闲频段将所得当前物流车辆在货物堆场内的位置信息发送给远端的物流公司管理平台处理，避免了货物堆场内复杂通信环境对于无线通信数据传输的不利影响。
附图说明
图1为本发明实施例中基于可见光通信的智慧物流定位方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本实施例提供一种基于可见光通信的智慧物流定位方法，适用于物流车辆在货物堆场内运输时的物流定位。参见图1所示，该基于可见光通信的智慧物流定位方法，包括如下步骤：
步骤1，在物流公司管理的各物流车辆上预先安装定位装置和可见光接收器，以及预先在货物堆场内布设基于可见光的物流定位辅助系统；
其中，定位装置可以采用传统的GPS定位装置或者现在的国产北斗定位系统，此处的定位装置主要是针对物流车辆在货物堆场外时的定位，该物流定位辅助系统包括服务器以及预先布设在货物堆场内的LED灯阵列，该LED灯阵列具有多个位于货物堆场内不同位置的LED灯具，各LED灯具相对货物堆场地面的设置高度相同，各LED灯具与服务器建立无线通信连接，优选采用4G通信方式实现LED灯具与服务器之间的通信连接，各LED灯具上均设置有处理器、通信装置、能与启动后的可见光接收器通信连接的可见光发射器和存储器，存储器内具有对应其所属LED灯具的唯一标识号以及该唯一标识号所对应的空间坐标点位置信息，处理器分别连接通信装置、可见光发射器和存储器；
步骤2，对进入到货物堆场内的物流车辆的车牌号进行识别，并且获取该物流车辆上所安装可见光发射器的标识号；其中，获取到的该物流车辆的车牌号以及可见光发射器的标识号均发送给服务器存储管理；
步骤3，货物堆场内的各LED灯具对自身是否与物流车辆建立可见光通信做出实时检测；
步骤4，货物堆场内的各LED灯具根据针对可见光通信的实时检测结果做出判断：
当已经建立可见光通信时，该LED灯具将检测到的可见光通信信息发送给服务器，转入步骤5；否则，转入步骤3；其中，LED灯具发送给服务器的可见光通信信息包括该LED灯具与物流车辆之间建立可见光通信的通信连接起始时刻、该LED灯具的唯一标识号以及该LED灯具的空间坐标位置信息；
步骤5，服务器根据物流车辆车牌号以及已经接收到的且与该物流车辆车牌号所对应物流车辆相对应的所有可见光通信信息做出融合处理，得到当前物流车辆在货物堆场内的位置信息；其中，当前物流车辆即为该物流车辆车牌号所对应物流车辆，在该实施例中，服务器按照如下步骤51～步骤52的方式处理得到当前物流车辆在货物堆场内的位置信息：
步骤51，服务器对接收到的所有可见光通信信息做信息提取，分别得到每一个可见光通信信息内所包含的通信连接起始时刻和对应的LED灯具的唯一标识号；
其中，在货物堆场内布设的LED灯阵列具有M个LED灯具，第m个LED灯具标记为LEDm，LED灯具LEDm发送给服务器的可见光通信信息标记为
Figure BDA0002963173030000061
可见光通信信息
Figure BDA0002963173030000062
内所包含的通信连接起始时刻标记为
Figure BDA0002963173030000063
可见光通信信息
Figure BDA0002963173030000071
内所包含的该LED灯具LEDm的唯一标识号标记为
Figure BDA0002963173030000072
该唯一标识号
Figure BDA0002963173030000073
所对应的空间坐标点标记为
Figure BDA0002963173030000074
空间坐标点
Figure BDA0002963173030000075
的坐标信息标记为
Figure BDA0002963173030000076
表示LED灯具LEDm在沿货物堆场地面所处平面直角坐标系上的横坐标，
Figure BDA0002963173030000077
表示LED灯具LEDm在沿货物堆场地面所处平面直角坐标系上的纵坐标；
步骤52，服务器在提取到的所有通信连接起始时刻内，按照接收到各通信连接起始时刻的先后顺序，依次计算前、后两次通信连接起始时刻的时间差值以及该前后两次通信连接起始时刻所分别对应空间坐标点之间的空间距离；
其中，服务器接收到的前一次通信连接起始时刻与后一次通信连接起始时刻之间的时间差值标记为△tm，
Figure BDA0002963173030000078
前一次通信连接起始时刻
Figure BDA0002963173030000079
与后一次通信连接起始时刻
Figure BDA00029631730300000710
所分别对应空间坐标点之间的空间距离标记为dm，
Figure BDA00029631730300000711
步骤53，服务器根据所得所有的时间差值以及与每一个时间差值所对应的空间距离，分别得到物流车辆在每一个时间差值内所对应的平均运动速度；其中，物流车辆在时间差值△tm内所对应的平均运动速度标记为
Figure BDA00029631730300000712
步骤54，服务器根据已经得到的所有平均运动速度，处理得到物流车辆自驶入货物堆场起始时刻至最近一次接收到可见光通信信息时刻之间的物流车辆行驶速度均值；
其中，物流车辆行驶速度均值标记为
Figure BDA00029631730300000713
K∈[1,M]；K表示服务器最近一次接收到可见光通信信息时刻所处的次数，最近一次接收到可见光通信信息时刻标记为△tK；物流车辆自驶入货物堆场起始时刻时所对应的空间坐标点标记为G0，空间坐标点G0的坐标信息标记为
Figure BDA00029631730300000714
步骤55，服务器接收针对该物流车辆的车辆定位指令，且获取接收到该车辆定位指令的指令接收时刻，并根据获取的该指令接收时刻、最近一次接收到可见光通信信息时刻以及所述物流车辆行驶速度均值，得到物流车辆在当前时刻的位置信息；
其中，服务器接收到车辆定位指令的指令接收时刻标记为t，物流车辆在当前时刻的空间坐标点标记为Gt，空间坐标点Gt的坐标信息标记为
Figure BDA0002963173030000081
Figure BDA0002963173030000082
步骤6，服务器将所得当前物流车辆在货物堆场内的位置信息通过无线通信方式发送给远端的物流公司管理平台处理。
考虑到货物堆场内通常会堆积大量的货物以及受到货物架、货物柜等因素对于通信信号质量的影响，为了确保各LED灯具能够把各自的可见光通信信息及时快速地发送给服务器，在该实施例中，还包括如下改进步骤：在步骤1中预先在货物堆场内布设频谱感知阵列；以及，在步骤6中，服务器利用无线通信装置在当前货物堆场所处通信环境中的最优空闲频段将所得当前物流车辆在货物堆场内的位置信息发送给远端的物流公司管理平台处理；其中，频谱感知阵列由多个自带信噪比检测功能的频谱感知模块所组成，每一个频谱感知模块一一对应地设置在一个LED灯具上，且频谱感知模块与同一个LED灯具上的处理器和通信装置分别连接。
当然，此处的最优空闲频段由服务器根据所有LED灯具内的频谱感知模块的频谱感知检测结果融合处理得到。例如，在该实施例中，服务器融合处理得到最优空闲频段的过程包括如下步骤a1～a7：
步骤a1，服务器在预设时间段内按照预设时间间隔获取货物堆场内经所有LED灯具发送来的频谱感知模块的信噪比检测值；其中，在货物堆场内，LED灯具LEDm内所设置的频谱感知模块标记为
Figure BDA0002963173030000083
1≤m≤M，预设时间段标记为(t0,t1]，t1-t0＝T，预设时间间隔标记为△T，T＝N·△T，N∈Z+；也就是说，预设时间段的时长是预设时间间隔的整数倍；
步骤a2，服务器根据在预设时间段(t0,t1]内每次获取到的所有信噪比检测值，分别形成针对每一个频谱感知模块的信噪比检测值序列；
其中，服务器在预设时间段(t0,t1]接收到信噪比检测值的总数次标记为W，
Figure BDA0002963173030000084
服务器自该预设时间段起始时刻t0后的第w次所接收到频谱感知模块
Figure BDA0002963173030000085
的信噪比检测值标记为
Figure BDA0002963173030000086
形成的频谱感知模块
Figure BDA0002963173030000087
的信噪比检测值序列标记为
Figure BDA0002963173030000088
步骤a3，服务器对已形成的每一个频谱感知模块的信噪比检测值序列做出处理，分别得到各频谱感知模块的信噪比波动系数；其中，频谱感知模块
Figure BDA0002963173030000089
的信噪比波动系数标记为
Figure BDA0002963173030000091
Figure BDA0002963173030000092
此处需要说明的是，通过计算每一个频谱感知模块在上述预设时间段内的信噪比波动系数，由信噪比波动系数来表征对应的频谱感知模块自身信噪比情况在预设时间段内的拨动情况，以确定每一个频谱感知模块自身所处周围通信环境内的信号质量稳定性，进而为了后续确定最优频谱感知模块提供参考；
步骤a4，服务器对在预设时间段(t0,t1]内接收到的每一个频谱感知模块的信噪比检测值进行拟合处理，分别得到每一个频谱感知模块所检测信噪比检测值在同一直角坐标系内的信噪比变化拟合曲线；其中，此处的该直角坐标系不同于步骤51中的平面直角坐标系，在此处的直角坐标系内，横轴为时刻值，纵轴为信噪比值，各信噪比变化拟合曲线在横轴上的起始时刻均标记为t0，各信噪比变化拟合曲线在横轴上的结束时刻均标记为t1，频谱感知模块
Figure BDA0002963173030000093
在该预设时间段(t0,t1]内的信噪比变化拟合曲线标记为
Figure BDA0002963173030000094
步骤a5，服务器分别计算每一个频谱感知模块所对应的信噪比变化拟合曲线在预设时间段内的拐点数量；其中，频谱感知模块
Figure BDA0002963173030000095
的信噪比变化拟合曲线
Figure BDA0002963173030000096
在预设时间段(t0,t1]内的拐点数量标记为
Figure BDA0002963173030000097
由于信噪比变化拟合曲线是信噪比值关于时刻值的函数曲线，所以，通过计算该信噪比变化拟合曲线的二阶导数，就可以得到每一个频谱感知模块所对应信噪比变化拟合曲线在预设时间段内的拐点，进而得到拐点数量；
此处要说明的是，针对每一个频谱感知模块所对应信噪比变化拟合曲线，其拐点数量越多，说明该频谱感知模块在该预设时间段内的信噪比稳定性较差，该频谱感知模块基于该较差的稳定性所得到的频谱感知结果就相对不准确，进而可以通过计算信噪比变化拟合曲线的拐点数量来表征对应的频谱感知模块的频谱感知准确度情况；
步骤a6，服务器根据所得每一个频谱感知模块的拐点数量以及信噪比波动系数，分别得到各频谱感知模块在预设时间段内的信噪比稳定性系数；其中，频谱感知模块
Figure BDA0002963173030000098
的信噪比稳定性系数标记为
Figure BDA0002963173030000099
Figure BDA00029631730300000910
其中，△p＝0.00001，△σ＝0.00001；
由于拐点数量和信噪比波动系数均在不同的角度反映出对应的频谱感知模块所得到频谱感知结果的不准确情况，并且考虑到拐点数量和信噪比波动系数均有可能为零的情况，此处分别对两者引入了两个数值近似可忽略的正数△p和△σ，如此，就可以通过求取
Figure BDA0002963173030000101
与
Figure BDA0002963173030000102
之积的倒数来得知对应的频谱感知模块所得频谱感知结果的准确度情况；
步骤a7，服务器在所得所有频谱感知模块的信噪比稳定性系数中查找得到最大信噪比稳定系数值，并将该最大信噪比稳定系数值所对应的频谱感知模块作为针对当前货物堆场通信环境的最优频谱感知模块，且将该最优频谱感知模块检测到的空闲频段作为最优空闲频段。
尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于可见光通信的智慧物流定位方法，适用于物流车辆在货物堆场内运输时的物流定位，其特征在于，包括如下步骤1～6：
步骤1，在物流公司管理的各物流车辆上预先安装定位装置和可见光接收器，以及预先在货物堆场内布设基于可见光的物流定位辅助系统；
其中，该物流定位辅助系统包括服务器以及预先布设在货物堆场内的LED灯阵列，该LED灯阵列具有多个位于货物堆场内不同位置的LED灯具，各LED灯具相对货物堆场地面的设置高度相同，各LED灯具与服务器建立无线通信连接，各LED灯具上均设置有处理器、通信装置、能与启动后的可见光接收器建立可见光通信连接的可见光发射器和存储器，存储器内具有对应其所属LED灯具的唯一标识号以及该唯一标识号所对应的空间坐标点位置信息，处理器分别连接通信装置、可见光发射器和存储器；
步骤2，对进入到货物堆场内的物流车辆的车牌号进行识别，并且获取该物流车辆上所安装可见光发射器的标识号；
步骤3，货物堆场内的各LED灯具对自身是否与物流车辆建立可见光通信做出实时检测；
步骤4，货物堆场内的各LED灯具根据针对可见光通信的实时检测结果做出判断：
当已经建立可见光通信时，该LED灯具将检测到的可见光通信信息发送给服务器，转入步骤5；否则，转入步骤3；其中，LED灯具发送给服务器的可见光通信信息包括该LED灯具与物流车辆之间建立可见光通信的通信连接起始时刻、该LED灯具的唯一标识号以及该唯一标识号所对应的空间坐标点位置信息；
步骤5，服务器根据物流车辆车牌号以及已经接收到的且与该物流车辆车牌号所对应物流车辆相对应的所有可见光通信信息做出融合处理，得到当前物流车辆在货物堆场内的位置信息；
步骤6，服务器将所得当前物流车辆在货物堆场内的位置信息通过无线通信方式发送给远端的物流公司管理平台处理。
2.根据权利要求1所述的基于可见光通信的智慧物流定位方法，其特征在于，在步骤5中，服务器按照如下方式处理得到当前物流车辆在货物堆场内的位置信息：
步骤51，服务器对接收到的所有可见光通信信息做信息提取，分别得到每一个可见光通信信息内所包含的通信连接起始时刻和对应的LED灯具的唯一标识号；
其中，在货物堆场内布设的LED灯阵列具有M个LED灯具，第m个LED灯具标记为LEDm，LED灯具LEDm发送给服务器的可见光通信信息标记为
Figure FDA0002963173020000011
可见光通信信息
Figure FDA0002963173020000012
内所包含的通信连接起始时刻标记为
Figure FDA0002963173020000013
可见光通信信息
Figure FDA0002963173020000021
内所包含的该LED灯具LEDm的唯一标识号标记为
Figure FDA0002963173020000022
该唯一标识号
Figure FDA0002963173020000023
所对应的空间坐标点标记为
Figure FDA0002963173020000024
空间坐标点
Figure FDA0002963173020000025
的坐标信息标记为
Figure FDA0002963173020000026
Figure FDA0002963173020000027
表示LED灯具LEDm在沿货物堆场地面所处平面直角坐标系上的横坐标，
Figure FDA0002963173020000028
表示LED灯具LEDm在沿货物堆场地面所处平面直角坐标系上的纵坐标；
步骤52，服务器在提取到的所有通信连接起始时刻内，按照接收到各通信连接起始时刻的先后顺序，依次计算前、后两次通信连接起始时刻的时间差值以及该前后两次通信连接起始时刻所分别对应空间坐标点之间的空间距离；其中，服务器接收到的前一次通信连接起始时刻
Figure FDA0002963173020000029
与后一次通信连接起始时刻
Figure FDA00029631730200000210
之间的时间差值标记为△tm，
Figure FDA00029631730200000211
前一次通信连接起始时刻
Figure FDA00029631730200000212
与后一次通信连接起始时刻
Figure FDA00029631730200000213
所分别对应空间坐标点之间的空间距离标记为dm，
Figure FDA00029631730200000214
步骤53，服务器根据所得所有的时间差值以及与每一个时间差值所对应的空间距离，分别得到物流车辆在每一个时间差值内所对应的平均运动速度；其中，物流车辆在时间差值△tm内所对应的平均运动速度标记为
Figure FDA00029631730200000215
Figure FDA00029631730200000216
步骤54，服务器根据已经得到的所有平均运动速度，处理得到物流车辆自驶入货物堆场起始时刻至最近一次接收到可见光通信信息时刻之间的物流车辆行驶速度均值；其中，物流车辆行驶速度均值标记为
Figure FDA00029631730200000217
Figure FDA00029631730200000218
K∈[1,M]；K表示服务器最近一次接收到可见光通信信息时刻所处的次数，最近一次接收到可见光通信信息时刻标记为△tK；物流车辆自驶入货物堆场起始时刻时所对应的空间坐标点标记为G0，空间坐标点G0的坐标信息标记为
Figure FDA00029631730200000219
步骤55，服务器接收针对该物流车辆的车辆定位指令，且获取接收到该车辆定位指令的指令接收时刻，并根据获取的该指令接收时刻、最近一次接收到可见光通信信息时刻以及所述物流车辆行驶速度均值，得到物流车辆在当前时刻的位置信息；其中，服务器接收到车辆定位指令的指令接收时刻标记为t，物流车辆在当前时刻的空间坐标点标记为Gt，空间坐标点Gt的坐标信息标记为
Figure FDA0002963173020000031
Figure FDA0002963173020000032
3.根据权利要求2所述的基于可见光通信的智慧物流定位方法，其特征在于，还包括：
在步骤1中预先在货物堆场内布设频谱感知阵列；
以及，在步骤6中，服务器利用无线通信装置在当前货物堆场所处通信环境中的最优空闲频段将所得当前物流车辆在货物堆场内的位置信息发送给远端的物流公司管理平台处理；其中，频谱感知阵列由多个自带信噪比检测功能的频谱感知模块所组成，每一个频谱感知模块一一对应地设置在一个LED灯具上，且频谱感知模块与同一个LED灯具上的处理器和通信装置分别连接。
4.根据权利要求3所述的基于可见光通信的智慧物流定位方法，其特征在于，所述最优空闲频段由服务器根据所有LED灯具内的频谱感知模块的频谱感知检测结果融合处理得到。
5.根据权利要求4所述的基于可见光通信的智慧物流定位方法，其特征在于，所述服务器融合处理得到最优空闲频段的过程包括如下步骤a1～a7：
步骤a1，服务器在预设时间段内按照预设时间间隔获取货物堆场内经所有LED灯具发送来的频谱感知模块的信噪比检测值；其中，在货物堆场内，LED灯具LEDm内所设置的频谱感知模块标记为
Figure FDA0002963173020000033
预设时间段标记为(t0,t1]，t1-t0＝T，预设时间间隔标记为△T，T＝N·△T，N∈Z+；
步骤a2，服务器根据在预设时间段内每次获取到的所有信噪比检测值，分别形成针对每一个频谱感知模块的信噪比检测值序列；其中，服务器在预设时间段接收到信噪比检测值的总数次标记为W，
Figure FDA0002963173020000034
服务器自该预设时间段起始时刻t0后的第w次所接收到频谱感知模块
Figure FDA0002963173020000035
的信噪比检测值标记为
Figure FDA0002963173020000036
形成的频谱感知模块
Figure FDA0002963173020000037
的信噪比检测值序列标记为
Figure FDA0002963173020000038
Figure FDA0002963173020000039
步骤a3，服务器对已形成的每一个频谱感知模块的信噪比检测值序列做出处理，分别得到各频谱感知模块的信噪比波动系数；其中，频谱感知模块
Figure FDA00029631730200000310
的信噪比波动系数标记为
Figure FDA00029631730200000311
Figure FDA0002963173020000041
步骤a4，服务器对在预设时间段内接收到的每一个频谱感知模块的信噪比检测值进行拟合处理，分别得到每一个频谱感知模块所检测信噪比检测值在同一直角坐标系内的信噪比变化拟合曲线；其中，在该直角坐标系内，横轴为时刻值，纵轴为信噪比值，各信噪比变化拟合曲线在横轴上的起始时刻均标记为t0，各信噪比变化拟合曲线在横轴上的结束时刻均标记为t1，频谱感知模块
Figure FDA0002963173020000042
在该预设时间段(t0,t1]内的信噪比变化拟合曲线标记为
Figure FDA0002963173020000043
步骤a5，服务器分别计算每一个频谱感知模块所对应的信噪比变化拟合曲线在预设时间段内的拐点数量；其中，频谱感知模块
Figure FDA0002963173020000044
的信噪比变化拟合曲线
Figure FDA0002963173020000045
在预设时间段(t0,t1]内的拐点数量标记为
Figure FDA0002963173020000046
步骤a6，服务器根据所得每一个频谱感知模块的拐点数量以及信噪比波动系数，分别得到各频谱感知模块在预设时间段内的信噪比稳定性系数；其中，频谱感知模块
Figure FDA0002963173020000047
的信噪比稳定性系数标记为
Figure FDA0002963173020000048
Figure FDA0002963173020000049
其中，△p＝0.00001，△σ＝0.00001；
步骤a7，服务器在所得所有频谱感知模块的信噪比稳定性系数中查找得到最大信噪比稳定系数值，并将该最大信噪比稳定系数值所对应的频谱感知模块作为针对当前货物堆场通信环境的最优频谱感知模块，且将该最优频谱感知模块检测到的空闲频段作为最优空闲频段。
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