新型LED陣列及基于該陣列的室內可見光定位方法及系統與流程
本發明屬于可見光通信(visiblelightcommunication,vlc)技術領域，涉及可見光定位(visiblelightlocalization,vll)系統的關鍵技術，具體涉及一種新型發光二極管(lightemittingdiode,led)陣列，以及基于此方法的高精度室內可見光定位系統。
背景技術：
隨著近年來信息技術的快速進步及移動設備的廣泛推廣，搭載于移動端的定位服務日益成為人們生活的重要輔助工具。尤其是近年來移動互聯網的蓬勃發展，使得人們的衣食住行都不可避免地與互聯網發生聯系，也即催生了以互聯網為入口的基于位置的服務(locationbasedservices，lbs)。精準的室內定位技術，可以為人們在超市、商場等多種室內場合提供便利，在幫助人們快速定位的同時，也蘊含著巨大的商機。
目前尚沒有一種技術能夠在不改造普通的移動設備的同時就實現精確的室內定位：wifi和其他rf類型的方法提供數米精度的無向定位，使得該技術無法在像零售店這樣需要精確導航的情形下使用；全球定位系統(globalpositioningsystem，gps)也由于室內存在無線射頻信號的干擾，并且接收的信號強度十分微弱，因此存在很大的定位誤差。在這種情況下，可見光室內定位技術(visiblelightlocalization,vll)應運而生，并得到國內外許多學者的關注。
要實現高精度定位，現有算法只有三角測量法和圖像傳感器法；toa(timeofarrival)相關的算法基于多燈且要求燈之間嚴格同步，導致網絡結構復雜；圖像傳感器法要求同一圖片中必須有兩盞及以上的led達到高精度的定位，可操作性差。現有的基于led陣列色溫的定位方案空間角度劃分粒度較大(一般為3色)，定位精度提升有限。利用特殊設計的led陣列可大大降低空間角度劃分粒度，從而高效提升定位精度。
傳統led信號檢測方案中，分米級別高精度定位研究幾乎都是基于多led燈，但是led的主要功能是照明，其次才是定位。因此實際中決定led燈布局的首要因素是照明和節能的訴求，故在pd或圖像傳感器的可視范圍之內，只存在單個led燈的概率將會非常高。研究如何基于單個led燈或單個led陣列實現高精度定位具有理論和實用雙重價值。
據報道蘋果公司有可能在其新一代的移動終端產品采用光電二極管(photodiode,pd)，pd可以用于可見光通信以及定位，其檢測精度較高，且檢測算法簡單，通過移動終端實現可見光的定位是未來的趨勢。目前的主流智能終端已集成了多種傳感器，它們能實時提供終端的速度、姿態等信息。通過精心設計的算法，可以將這些信息與led定位所得到的空間信息融合以提升定位的精度。
本發明所描述的系統和所提出的技術，是基于上文所述集成了pd和多種傳感器的智能移動終端，以及特殊設計的led陣列實現的高精度vll定位系統和技術。通過合理設計led發射碼型，可以有效抑制室內其他背景光噪聲的干擾，提高定位精度，優于傳統方案。算法融合了手機終端的其它傳感器(慣導系統)，尋求多種技術的互補來完善系統性能，具有很大應用潛力。
技術實現要素：
如上所述，采用單個led的定位精度較低，而采用兩盞及以上led的定位技術復雜度較高、可操作性差。本發明的目的在于針對以上問題，提出一種新型led陣列設計方案，該新型led陣列可實現多區域的精確定位；并采用了特殊的調制方案發送各區域的身份信息以抑制相鄰led單元之間的串擾，有效提高了定位精度，并降低了定位算法的復雜度；最終基于該方法提出了一種新型可見光定位系統。
為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
一種新型的led陣列發射模塊(以下簡稱led陣列)，其特征在于，包括在一平面或曲面上按照一定間距分布著諸多具有不同發散角和傾角呈現特定排列圖案的led基本單元，組成led陣列，各led基本單元的發散角、傾角使用本發明提出的算法根據所需照明高度和范圍確立。該led陣列發射模塊被劃分為若干個led子陣列，各led子陣列由若干led基本發射單元組成，以可見光的形式發送不同的定位信號。其中，定位信號為led陣列身份信息經過編碼后在各個led子陣列中采用正交調制得到的信號，每個led陣列中的各個led子陣列的時域發射信號是正交的。對于同一個led陣列中的每一個led子陣列，它發送的信號既含有所在led陣列的身份信息，又含有代表自身在led陣列中位置的led子陣列身份信息。
將多個led陣列按照一定間隔排布，不同led陣列的身份信息不同，不同led陣列中的子陣列的定位信息可以復用。led子陣列的定位信息是用于區分處于同一個陣列中的不同子陣列的身份信息，和led陣列的身份信息不同。復用是指，對于某led陣列中的led子陣列a，和另一個led陣列中的某led子陣列b，由于它們含有的led陣列的身份信息不同，可以直接根據led陣列信息區分這兩個子陣列，因此子陣列a和b在所在led陣列中的位置信息可以相同，即為復用。在本發明中的實施例中，led子陣列的身份信息是以頻率信息來體現的，因此復用的是頻率信息。
建立好led基本發射單元的身份信息和坐標一一對應的室內地圖，此地圖將精確定位至led陣列中單個led子陣列的照明區域。
pd接收模塊，可接收檢測led基本發射單元發送的可見光調制信息。該pd接收模塊可裝配在移動設備上并后接信號采集和處理模塊。當接收到可見光后通過信號處理技術得到相應的led陣列身份信息。
查找地圖中與所得led陣列光源身份信息對應位置的坐標，并將該位置坐標對應到圖形界面上實現導航功能。
進一步地，新型的led陣列發射模塊被劃分為若干個區域，每一區域對應一led子陣列，各區域以可見光的形式發送不同的定位信息包括：
1)已確定照明區域形狀(如正圓形、正方形)的led陣列遵循特定的劃分規則(如子照明區域面積等分)被分割為多個按照一定規律排列的led子陣列，每個子陣列在地面上產生一個子照明區域。根據本發明提出的方案進行進一步設計，確定子陣列內部的多個led基本單元的排列方式；
2)同一子陣列中的led基本單元使用相同的身份信息(led陣列身份信息id)以及調制方式；
3)對每個led基本單元進行改裝，使之能以可見光形式發送不同信息，將編碼調制完畢的信號通過led發送。
進一步地，已確定照明區域形狀(如正圓形、正方形)的led陣列遵循特定的劃分規則(如子照明區域面積等分)被分割為多個按照一定規律排列的led子陣列包括：
1)根據實際應用場景確定led陣列照明區域的形狀和面積，在此基礎上將led陣列劃分為若干相互不重疊的子陣列，每個子陣列中有若干相鄰的led基本單元。各子陣列發光區域的形狀、面積和密度分布根據所需定位精度設計，并由此決定子陣列內每個led基本單元的基本發光區域形狀及面積的大小；
2)同一子陣列中led基本單元的基本發光區域相連后構成子陣列的發光區域，此發光區域為連續的即區域內無陰暗區域。
3)同一陣列中子陣列的發光區域相連構成陣列發光區域，該區域亦為連續的。
進一步地，本發明提出的確定子陣列內部多個led基本單元排列方式的方案包括：
1)每個led基本單元發射可見光時都具有一些重要的參數：發散角θ、傾角
2)由于led基本單元的尺寸和相對地面的高度h以及投影區域面積相比可忽略不計，可將led陣列視作平面光源；
3)在實際應用中，根據led陣列高度h和led陣列中各led基本單元對應的發光區域的分布情況，可確定各led基本單元的發散角θ和傾角
進一步地，根據布燈高度h和各led基本單元對應的發光區域的分布情況，可確定各led基本單元的發散角θ和傾角
1)每個基本發光區域可等效為一個圓錐體，led基本單元等效為圓錐體的頂點，基本發光區域為一個橢圓形區域；
2)基本發光區域的形狀、大小和位置與其發散角θ和傾角
3)其中，h可由實施場地實際情況決定，根據需要的亮度和定位精度確定所需s的大小，通過解析幾何計算出對應的發散角θ和傾角
進一步地，led陣列身份信息經編碼后在各個led子陣列中采用正交調制得到定位信號包括：
1)對于任意一個led陣列中的任意一個led子陣列，其包含的所有led基本單元均由相同的用于標識該led子陣列及其所在led陣列的定位信號驅動；
2)同一led陣列中的不同led子陣列采用正交調制的方法，將所在led陣列的身份信息轉換為驅動led基本單元的定位信號，本發明提出以下兩種調制和組幀方案：
a.定位信號的幀結構一如圖1所示：
i.led陣列身份信息經二值化變為固定長度的0、1序列，序列中符號0和符號1時域上的持續時間相等。
ii.對0、1序列進行調制得到定位信號，其中，符號0和符號1采用不同的調制方式，分別為調制方式0和調制方式1，符號0通過調制方式0調制為調制信號0，符號1通過調制方式1調制為調制信號1，其中調制方式0和調制方式1之間相互正交以便區分，調制所得調制信號0和調制信號1為正交信號。則定位信號由若干個調制信號0和調制信號1組成，同一led陣列中的不同led子陣列的定位信號彼此正交，而不同led陣列中的定位信號無需正交。
b.定位信號的幀結構二如圖2所示：
i.led陣列身份信息經二值化變為固定長度的0、1序列，所有led陣列身份信息序列中符號0和符號1在時域上的持續時間均相等。
ii.在0、1序列后拼接時域上持續時間相等、具有特定頻率的信號(如正弦信號、方波信號)即得到持續時間固定的定位信號。同一led陣列中的不同led子陣列使用不同頻率的信號，而不同led陣列使用的頻率可復用。
3)將根據上述調制和組幀方案得到的定位信號作為led基本單元的驅動信號循環發送，從而將定位信息包含在了led基本單元發送的可見光信號中。
進一步地，pd接收模塊接收檢測led發射模塊發送的可見光調制信息包括：
1)在pd接收模塊后端接信號采集和處理設備，使之在接收到可見光信號時，可通過信號處理技術得到相應的信號幅度和頻率信息；
2)將改裝后的pd接收模塊裝配到移動設備上；
3)將移動設備放置于led陣列的發光區域內，pd接收模塊可接收led陣列的光信號并將其轉化為數字信號。
進一步地，pd接收模塊接收可見光信號并通過信號處理技術得到相應的定位信息包括：
1)針對本發明提出的兩種調制和組幀方案，采取不同的處理方式：
a.若定位信號使用幀結構一：
i.對pd接收得到的可見光信號進行正交解調處理，此過程可得到包含led陣列身份信息的二進制序列及用于區分led子陣列的正交調制參數(如fsk調制中頻率參數)。
ii.從二進制序列中提取對應led陣列的身份信息。
b.對于使用幀結構二的定位信號：
i.提取pd接收得到的可見光信號幀結構中第二部分信號的頻率用于區分led子陣列，同時提取幀結構中第一部分包含led陣列身份信息的二進制序列。
ii.從二進制序列中提取對應led陣列的身份信息。
2)將解調所得用于區分led子陣列的信息作為led子陣列的身份信息，并與led陣列身份信息組成光源身份信息。
進一步地，查找地圖中與所得光源身份信息對應位置的坐標，并將該位置坐標對應到圖形界面上實現導航功能包括：
1)將解調所得光源身份信息發送給服務器；
2)從服務器中的數據庫查找該身份信息組合對應的位置坐標，先通過led陣列身份信息查找到led陣列，再通過led子陣列身份信息查找到led陣列中對應子陣列的位置坐標；
3)將位置坐標數據傳送給移動設備圖形界面，并顯示在地圖上。
一種基于led陣列的可實現多區域精確定位的新型可見光定位系統，包括：光源，用于以陣列形式在陣列不同區域發出經過調制的含有不同身份信息的可見光；基于可見光的室內定位裝置，用于接收光源發送的可見光并將其轉化為數字信號，運用信號處理方法將信號解調成光源led基本單元的身份信息，并查找地圖中與該身份信息相對應的位置信息，獲取當前位置。
所述光源包括：id發生器，循環產生led的id信號；控制器，用于對光源傳輸的信息進行調制，并根據調制好的信號產生驅動信號用以驅動光源發送調制后的光脈沖信號。
進一步地，控制器采用一定編碼方式對led陣列的身份信息進行編碼，并采用正交調制的方式對每個led子陣列的身份信息進行調制，并將此格式的待發送信號作為驅動信號，驅動led以光信號的形式發送經過調制編碼后的身份信息。
所述基于可見光的室內定位裝置包括：移動設備，用于接收光源發送的可見光并將其轉化為數字信號，運用信號處理方法將信號解調成光源led基本單元的身份信息；服務器，用于查找地圖中與光源身份信息對應的位置，作為當前位置，并將當前位置以坐標形式發送給移動設備，在移動設備的地圖上顯示。
進一步地，移動設備上裝置pd接收器，將led陣列發送的可見光轉化為數字信號后，通過解調算法對數字信號進行解調，解調出led基本單元的身份信息，led基本單元的身份信息與地圖上的位置坐標一一對應；移動設備可與服務器通信，或將led基本單元的身份信息對應的坐標信息存儲在移動設備的存儲器中，將當前位置對應的位置坐標顯示在移動設備的地圖上，實現導航定位。
與現有方法相比，本發明的優點和積極效果如下：
新型led陣列可以實現多區域的精確定位，定位的精度可以大大提高，同時由于解調算法復雜度低，可實現高效定位；并且由于led陣列的圖案和各個led基本單元的參數都可根據實際應用場景調節，本發明的可調節度很高，可以在許多場景中靈活應用；此外，通過相鄰區域采用正交編碼的方法，可以使得相鄰區域交疊部分錯誤率降低，有效提高了可見光定位結果的精確性。本發明適用于需要分區域精確定位的大型停車場、商場等場所的可見光定位。
附圖說明
圖1為本發明定位信號的幀結構一。
圖2為本發明定位信號的幀結構二。
圖3為實施例的基于可見光的室內定位系統示意圖。
圖4為實施例的基于可見光的室內定位系統光源示意圖。
圖5為光源在地面產生發光區域示意圖。
圖6為組成實施例的光源的led基本單元的構成示意圖。
圖7給出了解算led基本單元發散角、傾角的方法原理圖。
圖8為實施例的一種led陣列圖案設計示意圖。
圖9為實施例的另一種led陣列圖案設計示意圖。
圖10為實施例的另一種led陣列圖案設計示意圖。
圖11為實施例的另一種led陣列圖案設計示意圖。
圖12為實施例的一種led陣列的身份信息分布；
(a)為實施例的led陣列1的身份信息；(b)為實施例的led陣列2的身份信息。
圖13為實施例的一種led陣列的身份信息序列的結構。
圖14為基于幀結構1的實施例的一種led陣列內部的子陣列身份信息分布。
圖15為基于幀結構2的實施例的一種led陣列內部的子陣列身份信息分布。
圖16為身份信息序列的波形圖；
(a)為圖12(a)中led陣列的身份信息序列的波形圖；(b)為圖12(b)中led陣列的身份信息序列的波形圖。
圖17為載波波形圖；
(a)為圖14中led子陣列1在幀結構1中身份信息為1時的載波波形圖；(b)為圖14中led子陣列1在幀結構1中身份信息為0時的載波波形圖；(c)為圖14中led子陣列2在幀結構1中身份信息為1時的載波波形圖；(d)為圖14中led子陣列2在幀結構1中身份信息為0時的載波波形圖。
圖18定位信號波形圖；
(a)為圖12中led陣列1的身份信息序列經過圖17(a)中載波調制后所產生的用于驅動led的定位信號波形圖；(b)為圖12中led陣列2的身份信息序列經過圖17(b)中載波調制后所產生的用于驅動led的定位信號波形圖。
圖19為信號波形圖；
(a)為圖12中led子陣列1中的基本單元經過圖18(a)中驅動信號驅動后發射的信號波形圖；(b)為圖12中led子陣列2中的基本單元經過圖18(b)中驅動信號驅動后發射的信號波形圖。
圖20為接收端對幀結構1身份信息解調解碼的流程圖。
圖21為接收端對幀結構2身份信息解調解碼的流程圖。
圖22為服務器中存儲根據光源身份信息和發光區域坐標的對應關系建立起來的樹狀圖結構；
(a)為led陣列1身份信息和發光區域坐標的對應關系樹狀圖；(b)為led陣列2身份信息和發光區域坐標的對應關系樹狀圖。
圖23為當前位置與led子陣列的對應示意圖。
圖24為已知一光源身份信息時，在服務器中查找當前位置的示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例，并配合附圖，對本發明做詳細的說明。
圖3是本發明實施例基于的可見光室內定位系統示意圖，包括光源和接收設備。
該光源的示意圖如圖4所示，由多個led基本單元組成led陣列，陣列按照一定規律被分為多個子陣列。
該光源在地面產生發光區域如圖5所示，每個led子陣列在地面上產生一個子陣列發光區域，相鄰發光區域有少部分交疊。
組成該光源的led基本單元的構成如圖6所示。
使用如下算法解算led基本單元的發散角、傾角，相應的原理圖如圖7所示。設led基本單元的坐標為(x0，y0，z0)，光線法線方向與z軸及x軸的夾角分別為
z0為led基本單元距離地面的高度，可計算得出交點的坐標：
在此基礎上，根據發散角的定義得出發散角、傾角、led基本單元坐標和投影區域邊界坐標的關系：
以最簡單的情況為例，當led基本單元垂直照明時，上述公式簡化為：
此時，投影區域邊界符合公式：
基于此種方法，可以根據不同的場景需求設計led陣列中的各led基本單元的投影區域的坐標及大小，具有極高的適應性。
根據上述算法，可由所需led子陣列發光區域計算出led子陣列中各基本單元的位置坐標、傾角和發散角。其中led子陣列的發光區域的面積和形狀需要根據實際情況設計。
圖8為實施例的一種led陣列圖案設計示意圖，其中各個區域的面積相等，內圓和外圓半徑比為1：3。
圖9為實施例的另一種led陣列圖案設計示意圖，其中各個區域的面積相等，由內而外圓的半徑比為1：
圖10為實施例的另一種led陣列圖案設計示意圖，其中各個區域的面積相等，led陣列的形狀為正方形。此種led陣列設計方案的主要優點是可以完整且無重疊地覆蓋一片區域，且實現難度較低。
圖11為實施例的另一種led陣列圖案設計示意圖，其中各個區域的面積相等，led陣列的形狀為正六邊形。此種led陣列設計方案的主要優點是可以完整且無重疊地覆蓋一片區域，且定位精度較高。
舉例說明led陣列的身份信息分布，如圖12所示，led陣列1的身份信息id1為00001010，led陣列2的身份信息id2為00000101，不同的led陣列對應不同的身份信息序列以實現相互的區分。
led陣列的身份信息編碼和組幀方法：
led陣列的身份信息發送序列的結構如圖13所示，由同步頭和信息序列組成。其中同步頭為0000，信息序列為曼徹斯特(manchester)編碼后的ook調制身份序列，因為曼徹斯特編碼蘊含時鐘信息，且01交替緊密，不會出現長串的0或1，方便解調。信息序列的長度根據所需led陣列的數量而定，2k長度的信息序列可容納2k個led身份信息。
舉例說明led陣列內部的子陣列身份信息分布：
對于發明的幀結構1，如圖14所示，采用頻移鍵控(fsk)方法，對任意一個led陣列中的任意一個led子陣列，其包含的所有led基本單元均使用相同調制頻率(即子陣列調制頻率)對led陣列的身份信息進行調制，而不同的led子陣列對應不同的子陣列調制頻率。圖14中led子陣列1符號1的調制頻率f1為1khz，符號0的調制頻率f2為1.5khz，led子陣列2的符號1的調制頻率f3為2khz，符號0的調制頻率f4為2.5khz。
對于發明的幀結構2，如圖15所示，在led陣列的身份信息序列后拼接不同頻率的正弦信號，即得到定位信號。其中，對任意一個led陣列中的任意一個led子陣列，其包含的所有led基本單元均使用相同調制頻率(即子陣列調制頻率)調制的正弦信號，而不同的led子陣列對應不同的子陣列調制頻率。圖15中led子陣列1的調制頻率f1為1khz，led子陣列2的調制頻率f2為2khz。
led子陣列的身份信息調制方法：
對于發明的幀結構1，led子陣列采用fsk方法，將led子陣列所在led陣列的身份信息序列經過fsk調制轉換成高頻信號。其中，序列中的符號1調制成頻率為f1持續時間為t的正弦信號，符號0調制成頻率為f0持續時間為t的正弦信號。同一led子陣列中的led基本單元使用相同的調制頻率f1和f0，不同led子陣列中的基本單元使用不同的調制頻率f1和f0，且對同一led子陣列中的基本單元，f1不等于f0。
對于發明的幀結構2，將led陣列的身份信息序列經過ook調制轉換成方波信號。其中，符號1和符號0的持續時間均為ts0，ts0為一固定值。在上述方波信號后拼接持續時間為ts1、調制頻率為fk的方波信號。其中，同一led子陣列中的led基本單元的fk相同，不同led子陣列中的基本單元fk不同，不同的led陣列中的子陣列使用的調制頻率fk可復用，ts1為一固定值。
由于人眼可識別的頻率為100hz，故本實施例中取調制頻率的范圍為100hz～fs，其中fs為接收機采樣頻率，調制頻率應小于采樣頻率。頻率間隔δf根據所需led子陣列的數目n確定：
δf＝(fs-100hz)/n
圖16為圖12中led陣列的身份信息序列的波形圖。
圖17(a)為圖14中led子陣列1在幀結構1中的載波波形圖。其中f1為身份信息為1時的頻率，f2為身份信息為0時的頻率。
圖17(b)為圖14中led子陣列2在幀結構1中的載波波形圖。其中f3為身份信息為1時的頻率，f4為身份信息為0時的頻率。
圖18(a)為圖12中led陣列1的身份信息序列經過圖17(a)中載波調制后所產生的用于驅動led的定位信號波形圖。
圖18(b)為圖12中led陣列2的身份信息序列經過圖17(b)中載波調制后所產生的用于驅動led的定位信號波形圖。
圖19(a)為圖12中led子陣列1中的基本單元經過圖18(a)中驅動信號驅動后發射的信號波形圖。
圖19(b)為圖12中led子陣列2中的基本單元經過圖18(b)中驅動信號驅動后發射的信號波形圖。
led子陣列排列分布方式可以根據需求按照圖7中所示方案進行設計。在led子陣列投影重疊區域，通過比較兩個頻率分量的幅度大小獲知對應的led子陣列。不同的led陣列中led子陣列使用的頻率是可復用的。
接收設備包括移動設備和服務器。其中移動設備用于接收光源發送的可見光并將其轉化為數字信號，運用信號處理方法將信號解調成光源led基本單元的身份信息。移動設備包括：pd，單片機，移動終端。
pd用于接收光源發送的可見光，并將其轉化為電信號，以便后續的數字信號處理。其主要參數是靈敏度和接收面積。理論上靈敏度越高，接收面積越大，pd的性能越好。實際應用時需要考慮美觀性和便攜性，通常接收面積很小，在平方毫米量級。
單片機用于將pd轉化后的信號運用信號處理方法解調成光源led基本單元的身份信息，并將身份信息發送到服務器。本發明的實施例中使用的解調方法復雜度較低，且在兩個區域信號交疊的部分可正確解調出光源的身份信息。
led陣列身份信息的解調方式：
對于發明的幀結構1，在收端接收到fsk信號后，先通過信號處理方法將接收到的信號二值化為二進制序列，考慮到led陣列及子陣列間均存在投影區域交疊的情況，故接收到的信號中含有多個頻率成分。首先通過對接收到的序列進行fft處理得到信號的頻譜，幅度最高的兩個頻率成分包含有效的led陣列身份信息，這兩個頻率即對應led子陣列的身份信息。基于上述得到的兩個頻率對接收序列進行濾波及包絡檢波處理，得到led陣列的身份信息序列，再對led陣列的身份信息序列進行曼徹斯特解碼，得到led陣列的身份信息，完成led陣列及子陣列的身份信息的解調解碼。
圖20為接收端對幀結構1身份信息解調解碼的流程圖。
對于發明的幀結構2，在收端接收到方波信號后，先通過信號處理方法將接收到的信號二值化為二進制序列，尋找二進制序列中的同步頭獲取單個完整周期的待解調序列。去除同步頭后將上述序列分割為包含led陣列身份信息和led子陣列身份信息的前后兩段序列。其中，對于前者采用ook解調得到led陣列的身份信息序列，再對其進行曼徹斯特碼解調得到led陣列的身份信息；對于后者，對序列進行fft處理后得到序列中包含的頻率信息即led子陣列的身份信息，從而完成led陣列及子陣列身份信息的解調解碼。
圖21為接收端對幀結構2身份信息解調解碼的流程圖。
移動終端，用于接收服務器發送的位置信息，并將其在終端的地圖上顯示，實現定位。
服務器，用于接收單片機發送的光源身份信息，查找數據庫中與光源身份信息對應的位置信息，作為當前位置，并將當前位置以坐標形式發送給移動設備，在移動設備的地圖上顯示。
服務器中存儲的位置信息是在設計led陣列形狀及子陣列位置分布過程中確定的。具體來說，led陣列設計過程中，根據實際需求確定led子陣列發光區域的面積、形狀和位置并由此得到各子發光區域在地圖中的坐標范圍，將其與led陣列身份信息和子陣列身份信息匹配后存入服務器中。同時，對于已確定坐標范圍的子投影區域，由實施例中所述方法，解方程可得led子陣列中led基本單元的發散角和傾角。建立地圖過程中，服務器中存儲根據上述光源身份信息和發光區域坐標的對應關系建立起來的如圖22所示的樹狀圖結構。其中led陣列id1、led陣列id2分別為兩個led陣列的身份信息，led子陣列id1，led子陣列id2，led子陣列id3……led子陣列idn分別為每個led陣列中led子陣列的身份信息，當前位置1，當前位置2，當前位置3……當前位置n分別為每個led陣列中led子陣列所對應的發光區域位置坐標。本發明實施例中取每個子發光區域的中心位置作為當前位置坐標。
圖23為當前位置與led子陣列的對應示意圖。
圖24為已知一光源身份信息時，在服務器中查找當前位置的示意圖。服務器接收到光源身份信息后，先通過led陣列身份信息查找到該子陣列所在的led陣列，再根據led子陣列身份信息從該led陣列中查找對應子陣列的位置坐標。
通常來說，由于led子陣列的面積可以設計成很小，則位置坐標的范圍也相應地很小，可達到厘米量級的精度。
以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其進行限制，本領域的普通技術人員可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和范圍，本發明的保護范圍應以權利要求所述為準。
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