1.一种LED室内定位导航方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)对室内LED照明系统中的各LED灯进行划分,划分为2个以上定位单元,各定位单元包含2个以上LED灯,对室内LED照明系统中的各LED灯根据其所处的物理位置进行二进制字符串编码得到物理位置信息编码,对物理位置信息编码进行零比特填充,零比特填充的具体内容为在连续5个1后填入一个0,得到物理位置信息校验编码;
(2)将各LED灯的物理位置信息校验编码以时分多址及时分复用的形式加载到LED灯发射的光信号中,形成由帧头、物理位置信息校验编码、奇校验位和帧尾组成的数据帧,每帧数据长度为λ,帧头和帧尾均为标志字段01111110,奇校验位为“1”或“0”使得数据帧中“1”的个数为奇数,一个定位单元的各LED灯按顺序循环发射数据帧,每个时隙t内仅有一盏LED灯发射数据帧,同时其余的各LED灯均发射等长的全零数据帧;
(3)接收端接收数据帧,首先检测帧头标志字段,进行标志字段匹配,当检测到连续两个与标志字段匹配的数据串时则选取第二个数据串作为帧头标志字段;接着对帧头标志字段后的物理位置信息校验编码进行扫描,当扫描出5个连续1时,将5个连续1之后的第一个0删除,还原物理位置信息编码;最后检测帧尾标志字段,进行标志字段匹配,当检测到连续两个与标志字段匹配的数据串时则选取第一个数据串作为帧尾标志字段;
(4)对还原后的物理位置信息编码进行帧长分析:
a)当分析出的帧长与设定帧长λ相同时进入步骤(5);
b)当分析出的帧长与设定帧长λ不同时则直接舍弃该数据帧,返回步骤(3)继续接收下一条数据帧;
(5)对帧长分析合格的数据帧进行检错,具体内容为将一条数据帧的全部数据相加:
c)若相加结果为奇数则判断此数据帧正确,进入步骤(6);
d)若相加结果为偶数则判断此数据帧错误,舍弃该数据帧,返回步骤(3)继续接收下一条数据帧;
(6)检错合格后对数据帧中的物理位置信息编码进行译码,获取定位坐标,配合对应的室内地图进行导航。
2.根据权利要求1所述的LED室内定位导航方法,其特征在于:步骤(2)发射的数据帧中“1”表示亮,对应的LED灯发射功率为P1,“0”表示暗,对应发射功率为P2,P1>P2。
3.根据权利要求1所述的LED室内定位导航方法,其特征在于:步骤(1)中以N*N个LED灯构成的N行N列LED灯阵列为一个宫格定位单元,N≥2,物理位置信息编码包含楼栋字段、楼层字段、定位空间字段、空间内部宫格编码和宫格内部LED编号字段。
4.根据权利要求3所述的LED室内定位导航方法,其特征在于:步骤(2)中通过驱动频率为f的驱动装置驱动各LED灯发光,一个宫格定位单元的各LED灯按顺时针或逆时针方向从外至内顺序循环发射数据帧,前后两个LED灯的数据帧发射时间间隔为t,t=λ/f。
5.一种用于权利要求1所述LED室内定位导航方法的定位导航系统,至少包括发射端和接收端,发射端包括电性连接的发射端处理器、驱动装置和LED灯组,接收端包括电性连接的光电检测设备和接收端处理器,其特征在于:所述LED灯组包括1个以上LED宫格单元定位阵列,LED宫格单元定位阵列为由N*N个LED灯构成的N行N列LED灯阵列,N≥2,LED灯组为由1个以上LED宫格单元定位阵列扩展构成的m行n列宫格单元拓扑组网,其中R为定位空间内LED灯行数, C
为定位空间内LED灯列数, L为定位空间的长度,W为定位空间的宽度,D为LED宫格单元定位阵列的灯距。
6.根据权利要求5所述的定位导航系统,其特征在于:LED灯组中相邻两个LED宫格单元定位阵列在同一个时隙t内发光的两盏LED灯的间距为时分复用灯最小间距S,S≤2*r,其中r为临界光照半径, 为LED灯的光照角,h为定位空间的高度,
7.根据权利要求6所述的定位导航系统,其特征在于:LED灯组中相邻两个LED灯的间距为灯距D,时分复用灯最小间距S=2*r。
8.根据权利要求5所述的定位导航系统,其特征在于:所述LED灯为白光LED。