基于可見光通信技術的室內定位方法

文/嚴偉 陽燦

在科學技術大力發展的背景下，各種新興技術也層出不窮。作為一種現代化的新興技術，可見光通信技術也具有著無電磁輻射、高速率等多種優勢。使用這種技術，再利用LED 燈作為接入點，便可以為室內定位工作的開展提供便利。如今，在人們生活水平不斷提高的背景下，室內活動也變得更加頻繁，人們對于室內定位的要求也變得更多、標準更高。而基于可見光通信技術的室內定位，則具有著節能降耗、布設簡單、成本低廉等優勢。

1 關于可見光通信技術的相關內容

1.1 概述

所謂的可見光通信技術，其實就是指借助LED 燈所發出的高速明暗閃爍信息來實現信息傳遞的技術。在實際情況中，LED 燈在每一秒鐘的閃爍次數可以達到上百萬次。從本質上來說，這種技術其實也算是移動系統的一種補充介入方式，頻率資源十分豐富，即便是在電磁受限的情況下也可以使用。除此之外，這種技術的安全性也十分可靠，只要拉上遮光簾，就可以有效地防止信息泄露。

1.2 在室內定位中的重要性

在互聯網技術大力發展的背景下，如今的時代已經成為了一個移動互聯網的時代。在這個時代中，各種基于定位的位置服務系統也得到了十分普遍的應用。如今，在室外定位中使用得最為廣泛的就是GPS 全球定位系統，這種定位服務的定位精度可達15 米以內。但是，在一些特殊的環境中，比方說在大型商場、地下停車場等環境中，由于無線電信號的遮蔽效應，所以這種定位系統也很難適用。在當代社會中，由于人們的室內活動十分頻繁，而且在城市大力發展的背景下，各種高樓大廈也越來也多，因此，室內定位也就顯得十分重要。相對于傳統的無線定位技術來說，這種基于可見光通信技術的室內定位方法更加有效，其在實際的應用中還具有覆蓋廣、健康安全、成本低廉以及電磁兼容性好等多種優勢，能夠有效地避免傳統無線定位技術的弊端，在室內定位領域中也具有著很好的應用前景。

2 關于室內定位方法

2.1 非成像定位方法

所謂的非成像定位方法，其實就是指借助專門的光電探測器來對LED 燈進行檢測的方法，在實際情況中，這種方法主要有以下幾種，下面就來針對這幾種具體的方法進行詳細說明：

2.1.1 利用三角測量法來進行定位

所謂的三角測量法，其實就是利用三角形所特有的幾何性質來確定位置的方法。在使用這種定位方法的時候，通常會涉及到兩個參數，分別是距離和角度。而且，在測量的過程中往往還會選擇多個參考點。其中，在實際操作的過程中，目標與這些參考點之間的距離是無法直接測量的。因此，通常還需要根據測量接收的信號強度、到達時間或者是到達時間差來間接性的測量目標與參考點之間的距離。而對角度的測量，一般是測量相對于幾個參考點的到達角，然后再找到這些參考角方向線的交叉點，以此來完成對位置的估計和定位。而且，在當代社會中，三角測量法也是最傳統而且也應用得最多的方法。

2.1.2 利用情景分析法來進行定位

情景分析法也叫非參數化法方法，在實際情況中，若是采用情景分析法來進行室內定位，那么具體的操作就可以分為兩個階段。首先，需要確定場景，并且將場景當中各個采樣點（即指紋）的位置信息儲存起來，并且建立起相應的指紋庫。之后，再將實時測量的用戶信息和指紋庫當中的信息進行匹配，以此來確定目標的位置。

2.1.3 利用接近法來進行定位

在實際情況中，若是采用接近法來進行定位，那么就需要借助密集的網格參考點來進行。一般來說，在每一個參考點中，通常都會有一個已知位置。在這個時候，如果目標點僅僅只是從單一的參考點中采集信號，那么就可以將其看作是協同定位于該節點，以此來完成定位工作。從另外一個角度來看，這種方法的定位精度主要取決于網格本身的分辨率，而且，在這個過程中，也是估計定位，所以在需要精確定位的情況下是不適用的。

2.1.4 采用VLC 和Ad Hoc 網絡混合法來進行定位

在采用這種定位方法的時候，首先需要借助光照來產生可見光的標識數據，然后再利用光電二極管模塊中的目標節點來接收LED燈的位置信息，在這個時候，將接收到的信息進行重建和處理之后，就可以形成數字可見光ID 數據，然后再利用ZigBee 收發器模塊來將這一數據轉移到Ad Hoc 網絡中，之后，可見光標識信息就會被傳輸到主節點，最后使得帶有位置信息的ID 數據被顯示在屏幕上，從而完成定位工作。

2.2 成像定位方法

在實際情況中，成像定位給方法的有效實現，所發揮重要作用的就是圖像傳感器，在具體操作中需要以此來計算所接收到的LED圖像距離。因此，在這個過程中，圖像傳感器的計算精度也就會與每一個組件的測量精度有關。由于這種定位方法的速度比較快，所以通常適用于處于靜止狀態下的目標或者是緩慢移動的目標。

3 結束語

總而言之，在現代社會中，室內定位已經成為了一項非常重要的工作。而借助于可見光通信技術來進行室內定位，也能夠收獲到很好的效果。但是，這一技術畢竟還處在一個起步和發展的階段，所以還需要加強研究。