【摘要】：考慮室內(nèi)存在障礙物遮擋及背景光和反射光干擾較強(qiáng)的實際定位場景,提出了一種基于多照明區(qū)域協(xié)作的LED可見光室內(nèi)定位方法。本文方法引入多照明區(qū)域聯(lián)合定位思想,利用分布于室內(nèi)不同區(qū)域的LED發(fā)出的參考信號估計定位節(jié)點到各LED的信號傳輸時間差,構(gòu)造協(xié)作定位距離估計目標(biāo)函數(shù),并通過非線性最小二乘(NLLS)算法獲得定位目標(biāo)的位置估計。將提出的定位算法在10m×10m×3 m的空間區(qū)域中進(jìn)行定位仿真,在5 W LED照明、雙區(qū)域協(xié)作條件下,獲得了平均定位誤差7.41cm的定位精度。結(jié)果表明:提出的協(xié)作算法不僅提高了室內(nèi)定位精度和系統(tǒng)應(yīng)用的普適性及魯棒性,而且有效地解決了室內(nèi)可見光定位存在的遮擋效應(yīng);此外,對動態(tài)定位追蹤也有一定的效果。
【圖文】：

想，利用ＬＥＤ發(fā)出的參考信號估計定位節(jié)點到各ＬＥＤ的信號傳輸時間差，構(gòu)造協(xié)作定位距離估計目標(biāo)函數(shù)，并采用帶約束的非線性優(yōu)化算法求解。分析表明，本方法較好地解決了常規(guī)ＴＤＯＡ定位算法中求解雙曲線交點定位精度不高的問題，并且由于不同照明區(qū)域之間的協(xié)作定位，有效地解決了室內(nèi)可見光定位存在的遮擋效應(yīng)，提高了室內(nèi)定位精度和系統(tǒng)應(yīng)用的抗噪性和魯棒性。２ＶＬＣ系統(tǒng)定位原理２．１系統(tǒng)模型考慮室內(nèi)定位場所為１０ｍ×１０ｍ×３ｍ的空間區(qū)域（可作為大廳或走廊的應(yīng)用場景），如圖１所示。室內(nèi)照明用的ＬＥＤ呈等間隔對稱布置在天花板上，也可以構(gòu)建類似于移動通信中的峰窩結(jié)構(gòu)［１６］，不同ＬＥＤ形成的光照輻射區(qū)相互重疊，這樣布局能夠確保輻射區(qū)內(nèi)的定位節(jié)點可以同時收到不同ＬＥＤ發(fā)來的信標(biāo)信息。接收裝置（移動終端，ＭＳ）可布置在房間的任意位置。將發(fā)射端ＬＥＤ編號為Ｔｘｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６，７，８），各ＬＥＤ的坐標(biāo)分別為（２，８，Ｈ）、（２，２，Ｈ）、（６，８，Ｈ）、（６，２，Ｈ），（４，８，Ｈ）、（４，２，Ｈ）、（８，８，Ｈ）和（８，２，Ｈ），這里Ｈ是指天花板平面距地面高度。定位時，發(fā)射端Ｔｘｉ采用基于白光ＬＥＤ的ＶＬＣ傳輸定位參考信息（包括各自的編號及坐標(biāo)等）。接收端ＭＳ通過光電轉(zhuǎn)換及強(qiáng)度檢測技術(shù)獲取參考信息，利用ＴＤＯＡ定位算法實現(xiàn)位置估計。圖１可見光定位系統(tǒng)模型Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｍｏｄｅｌｏｆｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ２．２

）依次發(fā)送一個脈沖信號，且確保所有的信號具有相同的脈沖寬度，脈沖寬度的選擇取決于保護(hù)間隔及房間尺寸（根據(jù)室內(nèi)場景選�。保埃睿螅�。保護(hù)間隔的選擇要使得前一個信號不會對后一個信號造成干擾�？梢怨浪愠鲈摱ㄎ粓鼍暗淖铋L傳輸距離Ｄｍａｘ＝１０２＋１０２i幔常病鄭保矗矗叮�，，因唇z傻忙櫻劍

本文編號：2558477