本文關(guān)鍵詞：基于單旋轉(zhuǎn)接收端的可見光室內(nèi)定位系統(tǒng)

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【摘要】：可見光通信作為一種新興的無線通信技術(shù),與其他無線通信技術(shù)相比,具有節(jié)能、無電磁干擾和傳輸速率高等特點。以LED作為光源的可見光通信系統(tǒng)在照明的同時能夠進行數(shù)據(jù)傳輸,實現(xiàn)照明通信一體化。如今,全球定位系統(tǒng)已經(jīng)成熟,在室外定位中能夠?qū)崿F(xiàn)較高的定位精度,但在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境卻無法利用全球定位系統(tǒng)進行室內(nèi)定位。因此,基于可見光通信的室內(nèi)定位技術(shù)逐漸成為一個研究熱點。本文提出并構(gòu)建了一個基于單發(fā)射端和單旋轉(zhuǎn)接收端的可見光室內(nèi)定位系統(tǒng)。論文的研究主要內(nèi)容包括以下三個方面。(1)在研究了多接收端和多發(fā)射端可見光室內(nèi)定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)新性地提出了一種單旋轉(zhuǎn)接收端模型,有效地消除了多發(fā)射端間帶來的碼間干擾與定位系統(tǒng)中光接收端的尺寸問題。帶傾斜的接收模塊固定在旋轉(zhuǎn)平臺上,因此通過旋轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)動可獲取不同的方位角值,為定位系統(tǒng)中反復(fù)多次的不同方位角度的測量提供了一種切實可行的方式。(2)基于LED輻射模型,提出了基于AOA和角度接收增益的室內(nèi)可見光定位算法,算法不但能夠支持定位空間中的二維位置估計而且能夠支持三維坐標確立。進一步對定位算法的特性進行了分析與優(yōu)化,定位誤差大大降低,定位精度有效提升。(3)構(gòu)建了基于單發(fā)射端和單接收端的可見光室內(nèi)定位系統(tǒng)。實驗結(jié)果表明在600mm*600mm*1135mm的實驗環(huán)境中實際位置與估計位置之間的平均定位誤差小于25mm,與仿真數(shù)據(jù)具有良好的一致性。實驗結(jié)果表明基于單旋轉(zhuǎn)接收端的AOA可見光室內(nèi)定位系統(tǒng)具有較高的定位精度,為可見光室內(nèi)定位提供了一種新的解決方案。
【關(guān)鍵詞】：可見光通信 AOA 室內(nèi)定位 定位算法
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 室內(nèi)無線定位技術(shù)9-11
• 1.3 課題研究現(xiàn)狀與研究意義11-13
• 1.3.1 研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 研究意義12-13
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容13-14
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第二章 可見光通信系統(tǒng)特性研究16-26
• 2.1 可見光通信系統(tǒng)組成16-17
• 2.2 LED的基本特性17-22
• 2.2.1 光譜特性17-18
• 2.2.2 伏安特性18-19
• 2.2.3 功率特性19-20
• 2.2.4 調(diào)制特性20-22
• 2.3 光電探測器的基本特性22-23
• 2.4 室內(nèi)可見光通信的鏈接方式23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 第三章 室內(nèi)可見光定位方法研究26-35
• 3.1 室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)性能26-28
• 3.1.1 光度學(xué)基本物理量26-27
• 3.1.2 室內(nèi)可見光通信信道特性27-28
• 3.2 室內(nèi)可見光定位技術(shù)原理28-32
• 3.2.1 基于接收信號強度29
• 3.2.2 基于到達時間29-30
• 3.2.3 基于到達時間差30
• 3.2.4 基于到達角30-32
• 3.3 基于位置指紋的定位方法32-33
• 3.4 室內(nèi)定位技術(shù)性能指標33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第四章 基于AOA/RSS的可見光定位算法35-47
• 4.1 白光LED的輻射特性35-38
• 4.1.1 LED輻射模型35-36
• 4.1.2 朗伯輻射模型36-38
• 4.2 基于單旋轉(zhuǎn)接收端的定位模型38-40
• 4.3 室內(nèi)可見光定位算法40-43
• 4.3.1 二維定位算法40-41
• 4.3.2 三維定位算法41-43
• 4.4 算法優(yōu)化方案43-45
• 4.5 本章小結(jié)45-47
• 第五章 室內(nèi)可見光定位演示系統(tǒng)設(shè)計47-61
• 5.1 定位系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計47-51
• 5.1.1 光源選擇47-48
• 5.1.2 光電探測器的選擇48-50
• 5.1.3 光接收電路模塊設(shè)計50-51
• 5.2 定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與環(huán)境搭建51-55
• 5.2.1 單旋轉(zhuǎn)接收端設(shè)計51-53
• 5.2.2 定位系統(tǒng)搭建53-55
• 5.3 仿真實驗55-57
• 5.4 定位過程與結(jié)果分析57-60
• 5.4.1 定位過程57-59
• 5.4.2 結(jié)果分析59-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 第六章 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 論文總結(jié)61-62
• 6.2 工作展望62-63
• 參考文獻63-65
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文65-66
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利66-67
• 附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目67-68
• 致謝68

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1 本報記者 馬靜t，

本文編號：561265