本文選題：可見光通信　切入點：室內(nèi)可見光定位　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)作為一種成熟的定位導(dǎo)航應(yīng)用技術(shù)在室外環(huán)境中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,由于無線信號的衰減和多徑效應(yīng)的影響,它無法在人類活動最為頻繁的室內(nèi)環(huán)境中提供可靠的位置服務(wù)。過去十幾年,基于無線電波的室內(nèi)定位技術(shù)得到了廣泛的研究,但是這些技術(shù)由于存在設(shè)備依賴性、容易受到電磁波干擾和定位精度有限等缺點,一直無法得到廣泛的使用。基于可見光通信的室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)憑借其安全性高、無電磁干擾、定位精度高、照明定位一體化等優(yōu)點,正逐步發(fā)展成為室內(nèi)定位技術(shù)研究的一個熱門方向。本論文研究的是室內(nèi)多光源照明下可見光定位技術(shù),主要關(guān)注的是現(xiàn)有室內(nèi)多燈定位系統(tǒng)中仍然存在的一些關(guān)鍵技術(shù)問題。包括兩個方面,一種是基于光電二極管(Photo-diode,PD)的多燈定位算法的研究;另外一種是基于圖像傳感器的定位系統(tǒng)中存在的LED閃爍問題的研究。首先,對室內(nèi)可見光定位系統(tǒng)進行介紹。分別介紹了室內(nèi)可見光定位系統(tǒng)的基本原理、常見的光電器件的特性、LED的信道傳輸模型和常見定位方法的基本原理,為后面研究可見光定位技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)。然后,針對現(xiàn)有基于光電二極管的可見光定位算法的魯棒性和環(huán)境適應(yīng)性差等缺陷,提出了新的基于接收信號強度(Received Signal Strength,RSS)的定位算法。該定位算法設(shè)計的過程主要包括定位信號模型的建立、接收信號特性分析、算法性能分析和擴展這三個方面。通過仿真分析和實驗測試驗證,證明了我們提出的算法的性能優(yōu)越性。最后,針對基于圖像傳感器定位系統(tǒng)中存在的LED閃爍問題,分析了 LED的閃爍機制。提出了結(jié)合淺調(diào)制和可見光衰減片作為輔助器件的方法來解決LED的閃爍問題,并總結(jié)比較了現(xiàn)有解決閃爍問題方法的優(yōu)缺點。開發(fā)了一個基于圖像傳感器的無閃爍定位測試平臺,測試了系統(tǒng)的基本性能指標(biāo),結(jié)果表明該方法在保證定位性能的同時,還能有效解決LED的閃爍問題。
[Abstract]:Global Positioning system GPS (Global Positioning system) has been widely used in outdoor environment as a mature positioning and navigation technology. Due to the influence of wireless signal attenuation and multipath effect, global positioning system (GPS) has been widely used in outdoor environment. It can not provide reliable location service in the most frequent indoor environment. In the past decade, radio wave based indoor positioning technology has been widely studied, but these technologies are due to the existence of device dependence. The indoor positioning and navigation technology based on visible light communication has been unable to be widely used because of its high security, no electromagnetic interference and high positioning accuracy. The advantages of the integration of lighting and positioning are gradually developing into a hot research direction of indoor positioning technology. The main concern is that there are still some key technical problems in the existing indoor multi-lamp positioning system, including two aspects, one is the research of multi-lamp location algorithm based on photodiode Photo-diodes (PDD); The other is the research of the LED flicker problem in the image sensor based positioning system. Firstly, the indoor visible light location system is introduced, and the basic principle of the indoor visible light location system is introduced respectively. The characteristics of common optoelectronic devices and the basic principles of LED channel transmission model and common positioning methods lay a theoretical foundation for the later study of visible light location technology. Aiming at the shortcomings of the existing visible light localization algorithms based on photodiodes, such as robustness and poor environmental adaptability, A new localization algorithm based on received Signal received signal (RSS) is proposed. The design process of the algorithm mainly includes the establishment of the location signal model and the analysis of the characteristics of the received signal. The performance of the algorithm is analyzed and extended. The performance superiority of the proposed algorithm is proved by simulation analysis and experimental test. Finally, aiming at the LED flicker problem in the image sensor localization system, The scintillation mechanism of LED is analyzed, and the method of combining shallow modulation and visible light attenuation as auxiliary devices is proposed to solve the scintillation problem of LED. The advantages and disadvantages of the existing methods to solve the scintillation problem are summarized and compared. A non-scintillation localization testing platform based on image sensor is developed and the basic performance index of the system is tested. The results show that the method ensures the location performance at the same time. It can also effectively solve the flicker problem of LED.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.1

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