本發明屬于室內定位
技術領域：
，特別涉及一種基于可見光的室內定位方法及系統。
背景技術：
：室內定位是指在室內環境中實現位置定位，主要采用無線通訊、基站定位、慣導定位等多種技術集成形成一套室內位置定位體系，從而實現人員、物體等在室內空間中的位置監控。隨著經濟和現代技術的不斷發展，人們對導航和定位服務的需求也日益增大，在機場大廳、展覽大廳、超市、圖書館、倉庫、地下停車場等復雜的室內環境中，經常需要確定移動終端或其持有者以及設備與物品在室內的位置信息。尤其是智能手機的普及和移動互聯網的發證，地圖與導航類軟件將進入一個新的時代，也即室內導航。因此，室內定位有著廣泛的應用前景，傳統的室內定位技術由于精度比較低，無法滿足一些特定的需求。而可見光室內定位技術由于精度相對較高，且不需要復雜的基站做支持，成為了新一代室內定位技術發展的趨勢?，F有可見光室內定位技術主要分為以下兩類：1)利用LED光源發出位置ID來實現定位，這種定位方式相對來說比較成熟且容易實現，現有產品大多采用這種方案。但其定位精度偏低，無法滿足更高的需求；2)根據LED信號的強弱來估計接收端與LED光源之間的距離，以此計算出接收端的位置。但是，這種技術由于其工作原理是測量光源亮度，導致接收端的抗干擾能力較差，并且基于這種技術的接收端只能在二維的平面內實現精確定位。技術實現要素：本發明的目的是為了解決上述現有技術的缺點和不足，提供一種基于可見光的室內定位方法及系統，提高定位精度，成本低，方便且容易推廣，具有可擴展性和可移植性，功能穩定且功耗低。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種基于可見光的室內定位方法，包括以下步驟：建立電壓采樣值與其對應的實際投影距離之間的函數表達式；預設并記錄當前室內每個信標LED光源的坐標信息和編碼信息；接收由與被測位置相鄰的4個信標LED光源發送的編碼信息，分別對4個編碼信息進行解碼，轉化為相應的坐標信息和相應的電壓采樣值；根據轉化后的電壓采樣值和所述函數表達式，分別計算得到被測位置和與其相鄰的4個信標LED光源之間的投影距離；根據計算得到的4個投影距離和與被測位置相鄰的4個信標LED光源的坐標信息計算得到被測位置的坐標。作為本發明的進一步改進，所述步驟建立電壓采樣值與其對應的實際投影距離之間的函數表達式，包括以下步驟：S11：記錄被測位置在不同位置上到信標LED光源的多個實際投影距離；S12：于不同位置上的被測位置處分別接收信標LED光源發送的光信號，并轉換成分別對應于不同位置的多個電壓采樣值：S13：根據所述多個實際投影距離和分別與多個實際投影距離一一對應的多個電壓采樣值建立樣本庫；S14：對樣本庫中的數據進行處理，并剔除異常數據，生成取樣庫；S15：根據取樣庫中的多個電壓采樣值和與其對應的實際投影距離擬合生成相應的函數表達式，該函數表達式中，電壓采樣值是自變量，實際投影距離是因變量；S16：于所述函數表達式中依次代入所述多個電壓采樣值，并依次得到與所述多個電壓采樣值一一對應的多個結果投影距離；S17：比較所述多個結果投影距離與其對應的實際投影距離的大小，得到比較結果；并根據比較結果對所述函數表達式進行修整，得到優化后的電壓采樣值和與其對應的實際投影距離之間的函數表達式；S18：根據所述步驟S11～S17得到被測位置與每個信標LED光源的電壓采樣值和對應的距離之間優化后的函數表達式。作為本發明的進一步改進，所述步驟S17和S18中，所述函數表達式表示的是被測位置和與其相鄰的4個信標LED光源之間的電壓采樣值和對應的距離關系，該函數表達式包括：其中，d1、d2、d3、d4分別代表被測位置到與其相鄰的4個信標LED光源在地面上的投影距離；U1、U2、U3、U4分別表示被測位置與四個信標LED光源的投影距離對應的已經處理的ADC電壓采樣值。作為本發明的進一步改進，所述步驟根據轉化后的電壓采樣值和所述函數表達式，分別計算得到被測位置和與其相鄰的4個信標LED光源之間的投影距離，是通過將轉化后的4個ADC電壓采樣值U1、U2、U3、U4分別代入與其對應的函數表達式中，分別求得被測位置和與其相鄰的4個信標LED光源之間的投影距離d1、d2、d3、d4。作為本發明的進一步改進，所述步驟根據計算得到的4個投影距離和與被測位置相鄰的4個信標LED光源的坐標信息計算得到被測位置的坐標，包括以下步驟：S51：設定被測位置的坐標為(x’，y’)；S52：以被測位置、與被測位置相鄰的4個信標LED光源中的其中兩信標LED光源為頂點形成一第一三角形；S53：根據第一三角形中的兩信標LED光源的坐標信息、及根據被測位置與第一三角形中的兩信標LED光源之間的投影距離，通過余弦定理求得第一三角形中以任一信標LED光源為頂點的夾角的余弦值，得到第一余弦值；S54：根據所述第一余弦值求出被測位置的第一個橫向坐標值xa，并根據三角函數關系求出被測位置的第一個縱向坐標值ya；S55：根據步驟S52～S54求得由被測位置、與被測位置相鄰的4個信標LED光源中的另外兩信標LED光源為頂點形成的第二三角形中以任一信標LED光源為頂點的夾角的余弦值，得到第二余弦值；S56：根據所述第二余弦值求出被測位置的第二橫向坐標值xb，并根據三角函數關系求出被測位置的第二個縱向坐標值yb；S57：根據公式求出被測位置的坐標(x’，y’)。作為本發明的進一步改進，本發明基于可見光的室內定位方法還包括被測位置的坐標優化計算，其包括以下步驟：優化準備步驟：當前室內的多個信標LED光源以陣列排布方式設置，且以4個相鄰的信標LED光源為頂點形成一正方形區域，該正方形區域為相同編碼區域，且每相鄰的兩相同編碼區域互不重疊相交；對每一相同編碼區域中的4個信標LED光源設定相同的編碼和互不相同的調制頻率，且所有相同編碼區域的編碼互不相同；以任意相鄰的4個信標LED光源為頂點形成一最小正方形區域，該最小正方形區域為中心定位區域；且每相鄰的兩中心定位區域相互重疊有兩個信標LED光源；預設并記錄每一中心定位區域的中心位置上的定位基點的坐標信息和對應的編碼，該定位基點的坐標信息對應的編碼為其對應的中心定位區域中的4個信標LED光源的中n位編碼按序依次排列形成的4n位編碼；及優化計算步驟：根據對與被測位置相鄰的4個信標LED光源發送的編碼信息進行解碼，得到一4n位的解碼；在所有定位基點的4n位編碼中查詢與所述4n位解碼一致的一4n為編碼，得到該4n位解碼對應的定位基點的坐標(Xi,Yj)；根據步驟S56中求出的被測位置的坐標(x’，y’)，根據公式計算得到被測位置優化后的位置坐標(x，y)。作為本發明的進一步改進，所有信標LED光源中僅攜帶有4種調制頻率，且任意一中心定位區域中的4個信標LED光源攜帶的調制頻率互不相同。相應地，本發明還提供了一種與上述基于可見光的室內定位方法對應的基于可見光的室內定位系統，該系統包括函數模擬模塊、發送模塊、接收模塊和處理模塊；所述函數模擬模塊用于建立電壓采樣值與其對應的實際投影距離之間的函數表達式，并保存至所述處理模塊；所述發送模塊為信標LED光源發射模塊，用于發送編碼信息和調制頻率至所述接收模塊；所述接收模塊用于接收由所述發送模塊發送的編碼信息和調制頻率，并傳送至所述處理模塊；所述處理模塊包括記錄子模塊，用于預設并記錄當前室內信標LED光源發射模塊中的每個信標LED光源的坐標信息、編碼信息和調制頻率；解碼子模塊，用于對接收模塊傳送的編碼信息進行解碼，輸出解碼信息；解調子模塊，用于對接收模塊傳送的調制頻率進行解調，轉化成相應的電壓采樣值；以及處理子模塊，用于根據由解碼子模塊得到解碼信息處理得到相應的坐標信息，根據由解調子模塊轉化得到的電壓采樣值和所述函數表達式計算得到被測位置與其相鄰的4個信標LED光源之間的投影距離，并根據計算得到的4個投影距離和由記錄子模塊記錄的與被測位置相鄰的4個信標LED光源的坐標信息計算得到被測位置的坐標。作為本發明的進一步改進，所述信標LED光源發射模塊包括N個信標LED光源，用于以光的形式發射編碼信號，N為4的整數倍；LED驅動電路，用于驅動所述N個信標LED光源；頻率發生器，用于產生4種不同的調制頻率信號；基帶調制器，用于對所述4種不用的調制頻率信號進行通斷調制和脈沖編碼，形成N個編碼信號，N個編碼信號中有N/4種不同的編碼；穩壓電路，用于接收由基帶調制器傳送的N個編碼信號，并發送至LED驅動電路，由LED驅動電路驅動N個信標LED光源發出攜帶有編碼信號的光信號。作為本發明的進一步改進，所述接收模塊包括硅光電二極管和跨阻放大器；所述硅光電二極管接收由信標LED發送的光信號，并轉化為電流信號，再經跨阻放大器將所述電流信號轉化為電壓信號；所述解碼子模塊包括信號分離器、AD轉換器和基帶解調器；所述信號分離器對所述電壓信號進行分離處理得到4個不同頻率的電壓信號；所述AD轉換器對由所述信號分離器處理得到的4個電壓信號進行處理，得到4個相應的電壓值，并輸送至一檢波電路；所述基帶解調器對檢波電路輸出的4個電壓值進行轉換，生成可被處理子模塊識別的4個電平信號；所述處理模塊對所述4個電平信號進行處理，得到相應的解碼信息和電壓采樣值。通過上述技術方案，本發明達到了以下有益的技術效果：(1)有效地提高定位精度，成本低，方便且容易推廣，具有可擴展性和可移植性，功能穩定且功耗低。(2)通過利用“大區域編碼，小區域分頻”的方式，也即，確認相同編碼區域(也即大區域)位置：首先對每個相同編碼區域進行編碼，并使每個編碼代表著相同編碼區域的中心原點坐標，也即每個編碼代表著每個定位基點的坐標信息，由此即可通過分離、解調、解碼得出被測位置所在的大致位置。然后，結合中心定位區域(也即小區域)位置：先用RSSI直接法測出被測位置到4個信標LED光源的投影距離，然后利用被測位置到最近的4個信標LED的距離配合改良后的三角定位算法算出被測位置在中心定位區域的位置坐標。最后將被測位置在中心定位區域的坐標加上相同編碼區域中的定位基點的坐標就可以優化并準確地確定被測位置的最終位置坐標。進一步提高定位精度。(3)另外，通過本發明的系統結合外部PC端的程序該可以實現將被測位置的定位坐標結果可視化。且本系統結構簡單，發送模塊具有靈活擴展的特性，方便安裝和布局。接收模塊和處理模塊具有便攜、小巧、移植性強的特點，有利于提高了本系統的實用性，有利于工業和生活上的廣泛應用。為了更好地理解和實施，下面結合附圖詳細說明本發明。附圖說明圖1是本發明基于可見光的室內定位方法的方法流程圖；圖2是本發明中第一橫向坐標值xa和第二個縱向坐標值ya的計算圖形示意圖；圖3是本發明中第二橫向坐標值xb和第二個縱向坐標值yb的計算圖形示意圖；圖4是本發明實現被測位置的定位測試移動軌跡圖；圖5是被測位置的實際變化移動軌跡圖；圖6是本發明對若干信標LED光源進行分區的結構示意圖；圖7是被測黑點在若干信標LED光源中的位置示意圖；圖8是本發明的LED驅動電路的結構示意圖。具體實施方式本發明提供了一種基于可見光的室內定位方法，包括以下步驟：S1：建立電壓采樣值與其對應的實際投影距離之間的函數表達式；S2：預設并記錄當前室內每個信標LED光源的坐標信息和編碼信息；在本實施例中，所述編碼信息包括編碼數據和調制頻率；S3：接收由與被測位置相鄰的4個信標LED光源發送的編碼信息，分別對4個編碼信息進行解碼，轉化為相應的坐標信息和相應的電壓采樣值；S4：根據轉化后的電壓采樣值和所述函數表達式，分別計算得到被測位置和與其相鄰的4個信標LED光源之間的投影距離；S5：根據計算得到的4個投影距離和與被測位置相鄰的4個信標LED光源的坐標信息計算得到被測位置的坐標。進一步，所述步驟S1：建立電壓采樣值與其對應的實際投影距離之間的函數表達式，包括以下步驟：S11：記錄被測位置在不同位置上到信標LED光源的多個實際投影距離；S12：于不同位置上的被測位置處分別接收信標LED光源發送的光信號，并轉換成分別對應于不同位置的多個電壓采樣值：S13：根據所述多個實際投影距離和分別與多個實際投影距離一一對應的多個電壓采樣值建立樣本庫；S14：對樣本庫中的數據進行處理，并剔除異常數據，生成取樣庫；在本發明中，所述異常數據是指嚴重偏離擬合函數曲線的數據。也即，對樣本庫進行處理得到樣本庫中所有數據擬合形成相應的函數曲線后，剔除嚴重偏離該函數曲線的點。S15：根據取樣庫中的多個電壓采樣值和與其對應的實際投影距離擬合生成相應的函數表達式，該函數表達式中，電壓采樣值是自變量，實際投影距離是因變量；在本實施例中，利用matlab對處理好的電壓采樣值和其對應的投影距離進行擬合出相應的函數表達式。S16：于所述函數表達式中依次代入所述多個電壓采樣值，并依次得到與所述多個電壓采樣值一一對應的多個結果投影距離；S17：比較所述多個結果投影距離與其對應的實際投影距離的大小，得到比較結果；并根據比較結果對所述函數表達式進行修整，得到優化后的電壓采樣值和與其對應的實際投影距離之間的函數表達式；由此通過與實際結果進行比較得出擬合度和運算深度較為合適的函數表達式；S18：根據所述步驟S11～S17得到被測位置與每個信標LED光源的電壓采樣值和對應的距離之間優化后的函數表達式。進一步，所述步驟S17和S18中，所述函數表達式表示的是被測位置和與其相鄰的4個信標LED光源之間的電壓采樣值和對應的距離關系，該函數表達式包括：其中，d1、d2、d3、d4分別代表被測位置到與其相鄰的4個信標LED光源在地面上的投影距離；U1、U2、U3、U4分別表示被測位置與四個信標LED光源的投影距離對應的已經處理的ADC電壓采樣值。進一步，所述步驟S4：根據轉化后的電壓采樣值和所述函數表達式，分別計算得到被測位置和與其相鄰的4個信標LED光源之間的投影距離，是通過將轉化后的4個ADC電壓采樣值U1、U2、U3、U4分別代入與其對應的函數表達式中，分別求得被測位置和與其相鄰的4個信標LED光源之間的投影距離d1、d2、d3、d4。進一步，所述步驟S5：根據計算得到的4個投影距離和與被測位置相鄰的4個信標LED光源的坐標信息計算得到被測位置的坐標，包括以下步驟：S51：設定被測位置的坐標為(x’，y’)；S52：以被測位置、與被測位置相鄰的4個信標LED光源中的其中兩信標LED光源為頂點形成一第一三角形；S53：根據第一三角形中的兩信標LED光源的坐標信息、及根據被測位置與第一三角形中的兩信標LED光源之間的投影距離，通過余弦定理求得第一三角形中以任一信標LED光源為頂點的夾角的余弦值，得到第一余弦值；S54：根據所述第一余弦值求出被測位置的第一個橫向坐標值xa，并根據三角函數關系求出被測位置的第一個縱向坐標值ya；S55：根據步驟S52～S54求得由被測位置、與被測位置相鄰的4個信標LED光源中的另外兩信標LED光源為頂點形成的第二三角形中以任一信標LED光源為頂點的夾角的余弦值，得到第二余弦值；S56：根據所述第二余弦值求出被測位置的第二橫向坐標值xb，并根據三角函數關系求出被測位置的第二個縱向坐標值yb；S57：根據公式求出被測位置的坐標(x’，y’)。本實施例中，xa與xb，ya與yb沒有絕對的大小關系，即x’和y’可以是0，正數，負數。具體地，所述步驟S52～S54的實際計算過程為：請參閱圖2，假設與被測位置相鄰的4個信標LED光源所在的位置分別為A(x1，y1)，B(x2，y2)，C(x3，y3)和D(x4，y4)，由于E到A、B、C和D點的投影距離都知道，也即，圖2中的BE和DE的長度都為已知，且BD的長度可由B和D點的坐標計算得知。則利用其中一三角形BDE求出xa和ya：1)利用余弦定理求出cosb的大?。?)求出Be的距離大小：Be＝BE*cosB；3)求出第一個橫向坐標值xa，xa＝Be-BD/2；4)利用三角函數關系求出第一個縱向坐標值ya，ya＝±BE*sinb；請參閱圖3，同理，根據上述步驟S52～S54的實際計算過程。利用另一三角形ACE中的cosc和三角函數關系分別求出第二橫向坐標值xb和第二個縱向坐標值yb。由此，通過上述方法，本發明對被測位置的定位誤差限定在5cm內，請參閱圖4和圖5，其中，圖4為本發明實現被測位置的定位測試移動軌跡圖(可理解為接收端的位置變化定位測試軌跡圖)；圖5為被測位置的實際變化移動軌跡圖(可理解為接收端的實際位置變化移動軌跡圖)。作為本發明的進一步改進，本發明基于可見光的室內定位方法還包括被測位置的坐標優化計算，其包括以下步驟：S61：優化準備步驟：S611：當前室內的多個信標LED光源以陣列排布方式設置，且以4個相鄰的信標LED光源為頂點形成一正方形區域，該正方形區域為相同編碼區域，且每相鄰的兩相同編碼區域互不重疊相交；S612：對每一相同編碼區域中的4個信標LED光源設定相同的編碼和互不相同的調制頻率，且所有相同編碼區域的編碼互不相同；S613：以任意相鄰的4個信標LED光源為頂點形成一最小正方形區域，該最小正方形區域為中心定位區域；且每相鄰的兩中心定位區域相互重疊有兩個信標LED光源；S614：預設并記錄每一中心定位區域的中心位置上的定位基點的坐標信息和對應的編碼，該定位基點的坐標信息對應的編碼為其對應的中心定位區域中的4個信標LED光源的中n位編碼按序依次排列形成的4n位編碼；及S62：優化計算步驟：S621：根據對與被測位置相鄰的4個信標LED光源發送的編碼信息進行解碼，得到一4n位的解碼；S622：在所有定位基點的4n位編碼中查詢與所述4n位解碼一致的一4n為編碼，得到該4n位解碼對應的定位基點的坐標(Xi,Yj)；S623：根據步驟S56中求出的被測位置的坐標(x’，y’)，根據公式計算得到被測位置優化后的位置坐標(x，y)。在本實施例中，所有信標LED光源中僅攜帶有4種調制頻率，且任意一中心定位區域中的4個信標LED光源攜帶的調制頻率互不相同。為方便理解步驟S611～S623，以下舉例說明，請參閱圖6，圖6中的每個圓圈代表著一個信標LED光源，圓圈中的數字代表著一個調制頻率，數字相同則表示調制頻率相同。圖6中以A、C、G、I為中心的附近的四個LED帶相同的編碼信息，也即，以A、C、G、I為中心的4個相鄰信標LED之間形成的區域為所述相同編碼區域。這樣的布局拓撲達到了以下有益效果：第一，任意相鄰并組成正方形四個LED都具有不同的調制頻率。第二，相同調制頻率的LED都不相鄰，減少了干擾。請參閱圖7，對每個由任意相鄰的4個信標LED光源組成的正方形區域中心坐標進行編碼，每個編碼對應特定的坐標信息，也即每個定位基點A、B、C、D、E、F、G、H、I對應特定的坐標信息。而且在被測位置上的接收端接收到的信號大部分來自離它最近的4個信標LED光源，而這4個信標LED恰光源好組成正方形區域，也即所述中心定位區域。每個LED可以攜帶n位編碼，則4個LED有4n位編碼，4n位二進制編碼有24n種組合結果。以下，具體說明圖7中的定位基點E右上角處的黑點的坐標計算過程，設n＝2。第一步：解碼，確定被測位置所在的相同編碼區域中E點的坐標表1解碼對應表頻率1頻率2頻率3頻率4對應字母對應區域中心坐標00000000A(-200，0)01000100B(-100，0)01010101C(0，0)10100000D(-200，-100)11100100E(-100，-100)10101010F(0，-100)11101110H(-100，-200)11111111I(0，-200)根據解碼對應表解碼可得到解碼信號11100100，則可知被測位置(也即接收端所在的位置)在E區域內，對應區域中心坐標為(-100，-100)。第二步：利用本發明中改良后的三角法計算出黑點在E區域的位置(xe,ye)，計算過程中先令E區域中心坐標為(0，0)。第三步：計算黑點具體位置(x，y)，這時E區域中心坐標是(-100，-100)，根據計算公式：即可精確確定黑點的具體位置坐標。相應地，本發明還提供了一種與上述基于可見光的室內定位方法對應的基于可見光的室內定位系統，該系統包括函數模擬模塊、發送模塊、接收模塊和處理模塊。所述函數模擬模塊用于建立電壓采樣值與其對應的實際投影距離之間的函數表達式，并保存至所述處理模塊；所述發送模塊為信標LED光源發射模塊，用于發送編碼信息和調制頻率至所述接收模塊；所述接收模塊用于接收由所述發送模塊發送的編碼信息和調制頻率，并傳送至所述處理模塊；所述處理模塊包括：記錄子模塊，用于預設并記錄當前室內信標LED光源發射模塊中的每個信標LED光源的坐標信息、編碼信息和調制頻率；解碼子模塊，用于對接收模塊傳送的編碼信息進行解碼，輸出解碼信息；解調子模塊，用于對接收模塊傳送的調制頻率進行解調，轉化成相應的電壓采樣值；以及處理子模塊，用于根據由解碼子模塊得到解碼信息處理得到相應的坐標信息，根據由解調子模塊轉化得到的電壓采樣值和所述函數表達式計算得到被測位置與其相鄰的4個信標LED光源之間的投影距離，并根據計算得到的4個投影距離和由記錄子模塊記錄的與被測位置相鄰的4個信標LED光源的坐標信息計算得到被測位置的坐標。具體地，所述信標LED光源發射模塊包括N個信標LED光源、LED驅動電路、頻率發生器、基帶調制器和穩壓電路。所述N個信標LED光源，用于以光的形式發射編碼信號，N為4的整數倍；請參閱圖8，所述LED驅動電路，用于驅動所述N個信標LED光源。在本實施例中，所述LED驅動電路為恒流源驅動電路，如圖8所示，且圖8中的R1、R2決定LED直流偏置電壓，R1、R4為大功率電阻，起限流作用。所述頻率發生器，用于產生4種不同的調制頻率信號；在本實施例中，所述頻率發生器為正弦波發生器，其采用了四個ICL8038器件和四個運放TL082器件產生四個不同頻率的正弦波，并實現頻率和信號幅度可調。所述基帶調制器，用于對所述4種不用的調制頻率信號進行通斷調制和脈沖編碼，形成N個編碼信號，N個編碼信號中有N/4種不同的編碼；在本實施例中，所述基帶調制器為單片機STC60S2，由此可以靈活改變編碼內容。所述穩壓電路，用于接收由基帶調制器傳送的N個編碼信號，并發送至LED驅動電路，由LED驅動電路驅動N個信標LED光源發出攜帶有編碼信號的光信號。通過上述對N個信標LED光源、LED驅動電路、頻率發生器、基帶調制器和穩壓電路的限定，可得到信標LED光源發射模塊相應的電路圖，故在此不再贅述。具體地，所述接收模塊包括硅光電二極管和跨阻放大器；所述硅光電二極管接收由信標LED發送的光信號，并轉化為電流信號，再經跨阻放大器將所述電流信號轉化為電壓信號。具體地，所述解碼子模塊包括信號分離器、AD轉換器和基帶解調器；所述信號分離器對所述電壓信號進行分離處理得到4個不同頻率的電壓信號；所述AD轉換器對由所述信號分離器處理得到的4個電壓信號進行處理，得到4個相應的電壓值，并輸送至一檢波電路；所述基帶解調器對檢波電路輸出的4個電壓值進行轉換，生成可被處理子模塊識別的4個電平信號。所述處理模塊對所述4個電平信號進行處理，得到相應的解碼信息和電壓采樣值。在本實施例中，AD轉換器采用STM32103內置的AD模塊，它是12位的高精度AD轉換器，所以采樣值理論上是0到4095。在本實施例中，所述信號分離器為窄帶帶通有源濾波器。進一步，通過實驗，由頻譜儀觀察ICL8038輸出58.5kHz頻率時的頻譜特性圖可知，ICL8038存在震蕩頻率整數倍的雜散頻率，而這些不需要的雜散頻率會對定位精度造成較大的影響，為解決上述問題，作為一種更優的技術方案，本發明將每個震蕩電路的地線用磁珠做隔離，由此避免震蕩電路的震蕩頻率通過地線對其它震蕩電路造成串擾。且，本發明還選用紋波系數更小的穩壓電源，由于震蕩器的震蕩頻率由調頻電阻和調幅電阻分出的電壓Vcon決定，而電壓Vcon的穩定性由電源電壓決定。另外，本發明選擇的4個頻率參數上避免在整數倍上重疊，并考慮到接收端的信號分離器性能上的限制，所以頻率的選擇范圍優選在50kHz至250kHz，而且4個頻率的間隔設定在30kHz以上。最后結合信號分離器實際分離條件得出表2。表2震蕩頻譜及增益系數選擇表震蕩頻率(kHz)二倍頻(kHz)三倍頻(kHz)增益系數震蕩電路158.5117.0175.51.00震蕩電路297.0194.0291.01.20震蕩電路3138.5277.0415.51.11震蕩電路4210.0420.0630.01.31因此，通過表2可知，每個震蕩電路的震蕩頻率都與其它振蕩電路的二倍、三倍頻有15kHz以上的距離，有利于避免了相互的干擾和造成震蕩頻率的不穩定的問題發生。進一步，由于阻容元件的存在和電路板的寄生參數的存在，實際的電路參數與理論值存在誤差。為解決上述問題，作為一種更優的技術方案，本發明還根據測出每一路濾波器的實際中心頻率和增益，對發送模塊的載波頻率和增益進行相應的調整，調整結果如表3所示。表3濾波器的實際中心頻率和增益與理論值對比表本發明中，震蕩電路與濾波器相當于串聯連接，由控制工程理論可知，系統的總增益為二者的乘積，為了每路信號增益相同，所以必須調整發送模塊的增益系數。在本實施例中，令振蕩電路1的增益系數為1，所以系統的總增益為10.2，再以10.2算出其它震蕩電路的增益系數。計算結果分別為，震蕩電路2的增益系數為1.02，震蕩電路3的增益系數為1.11,震蕩電路4的增益系數為1.31。這樣能夠保證每路的總增益都為10.2。相對于現有技術，本發明基于可見光的室內定位方法及系統達到了以下有益的技術效果：(1)有效地提高定位精度，成本低，方便且容易推廣，具有可擴展性和可移植性，功能穩定且功耗低。(2)通過利用“大區域編碼，小區域分頻”的方式，也即，確認相同編碼區域(也即大區域)位置：首先對每個相同編碼區域進行編碼，并使每個編碼代表著相同編碼區域的中心原點坐標，也即每個編碼代表著每個定位基點的坐標信息，由此即可通過分離、解調、解碼得出被測位置所在的大致位置。然后，結合中心定位區域(也即小區域)位置：先用RSSI直接法測出被測位置到4個信標LED光源的投影距離，然后利用被測位置到最近的4個信標LED的距離配合改良后的三角定位算法算出被測位置在中心定位區域的位置坐標。最后將被測位置在中心定位區域的坐標加上相同編碼區域中的定位基點的坐標就可以優化并準確地確定被測位置的最終位置坐標。進一步提高定位精度。(3)另外，通過本發明的系統結合外部PC端的程序該可以實現將被測位置的定位坐標結果可視化。且本系統結構簡單，發送模塊具有靈活擴展的特性，方便安裝和布局。接收模塊和處理模塊具有便攜、小巧、移植性強的特點，有利于提高了本系統的實用性，有利于工業和生活上的廣泛應用。本發明并不局限于上述實施方式，如果對本發明的各種改動或變形不脫離本發明的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本發明的權利要求和等同技術范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變形。當前第1頁1 2 3