一種具有通信與定位功能的智能LED燈具及其機器人定位系統——2020神燈獎申報技術

項目名稱: 一種具有通信與定位功能的智能LED燈具及其機器人定位系統

A high precision positioning intelligent LED light system based on visible light communication

申報單位: 來飛光通信有限公司

綜合介紹或申報理由:

隨著無線網絡的快速發展和移動終端的普及,基于位置服務的室內定位技術在5G時代有著廣泛的應用前景。本申報作品為一種具有通信與定位功能的智能LED燈具及其機器人定位系統,并配套相應的控制APP、用戶端APP及云平臺存儲。在實現厘米級別的高精度動態定位的同時,提供可靠、高速、低成本的實時通信。所提出的系統結合移動機器人構建可見光室內定位系統,實現了照明、定位、通信三者的一體化,推動智能化生活、生產。

主要技術參數:

1.LED照明燈板參數
LED燈板功率:18 W
LED驅動器規格:300 mA恒流驅動器
LED燈板尺寸:17 cm
亮度:1500 lm
信號探測距離:> 4 m
iBeacon工作范圍:10-20 m
調光范圍:25-100%

2.定位系統位置參數
LED燈板高度:2.5 m
LED燈板間隔距離 :1.5 m

3.接收端(機器人)參數
機器人處理器型號:Raspberry Pi 3 B, Quad Core 1.2 GHz Broadcom BCM2837
RAM:1 GB
操作系統:Ubuntu mate 16.04
CMOS工業相機:MindVision UB-300
圖像分辨率:2048 × 1536

與國內外同類產品或同類技術的比較情況:


經濟評價分析:

隨著5G的到來,智能城市、智能家居正在逐步成為人們生活的一部分?梢姽馔ㄐ偶夹g以其眾多的優勢,在智能家居的建設中發揮重要作用。此系統將可見光通信技術應用于LED智能照明領域,在降低成本的同時,簡化操作,提升使用便捷度,減少能耗。同時,此系統具備高精度室內定位的功能,能達到4 cm的定位精度,在家用機器人等的實時定位監測方面,具有廣闊的應用前景。系統整體安裝簡便、操作簡易,具有優秀的用戶使用體驗感,其市場推廣應用前景廣闊。

技術及工藝創新要點:

1、智能LED燈板。此燈板包括照明LED面板與恒流驅動器兩部分。驅動器內采用藍牙片上系統存儲并產生智能燈的通信信息,同時控制燈板的亮度。利用開關鍵合調制方式實現可見光通信信號的傳輸,拓展照明燈具的功能,豐富可見光通信技術的應用領域。

2、基于可見光通信的雙燈定位算法。僅僅通過兩盞LED燈具即可實現三維定位。定位精度可達3~5cm。并利用可見光通信高帶寬、保密性、綠色環保等特點,在照明的同時提供實時的通信及高精度、快速的室內定位,促進基于位置服務的室內定位技術的發展。

3、首創性將移動機器人與可見光通信、定位技術相結合;赗OS (robot operating system)操作系統來開發可見光定位與通信功能。利用分布式框架來與移動機器人的基本運動控制系統進行有機的融合。促進移動機器人室內定位與導航技術的發展。

4、配套智能控制與用戶端軟件,云平臺存儲信息并遠程管理。安裝在手機上的配套控制APP可直接與智能燈板的驅動器通過藍牙相連,便捷地控制燈板產生的信號以及燈板的亮度。用戶端APP將接收與解碼一體化至智能手機內,方便用戶使用。云平臺存儲信息,簡化通信數據,同時可根據實際需求,遠程修改智能燈板的傳輸信息,實時查看信息傳輸接收情況,讓管理工作更智能方便。完善的軟件配套提升了系統使用便捷度

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