本文關(guān)鍵詞：基于可見光通信的多維定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　出處：《東南大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：近年來,位置信息服務(wù)(LBS,Location Based Service)迅速發(fā)展,尤其是室內(nèi)定位的需求日益增長。與此同時(shí),可見光通信技術(shù)迅速發(fā)展,并將成為無線保真(Wi-Fi,WirelessFidelity)和蜂窩通信等無線通信技術(shù)的重要補(bǔ)充。室內(nèi)定位是可見光通信的重要應(yīng)用之一,它可以充分利用可見光現(xiàn)有的照明設(shè)施,同時(shí)獲得較高的定位精度,從而大幅度提升室內(nèi)LBS服務(wù)的質(zhì)量。本學(xué)位論文圍繞如何利用可見光通信系統(tǒng)進(jìn)行多維定位這一核心問題,深入研究了實(shí)際定位系統(tǒng)的搭建和多維定位算法,實(shí)現(xiàn)了較高精度的多維定位目標(biāo)。本文的主要工作如下:(1)介紹了定位技術(shù)和發(fā)光二極管(LED,Light Emitting Diode)照明技術(shù)的發(fā)展,討論了基于可見光通信的定位技術(shù)研究現(xiàn)狀,分析了多維定位的特點(diǎn)和應(yīng)用前景。(2)通過對比現(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù),較為詳細(xì)地說明了可見光定位系統(tǒng)的相對優(yōu)勢,然后分析了常見的無線定位方法在可見光定位系統(tǒng)中的可行性,最后給出了現(xiàn)有照明設(shè)施的簡易改造方案和可見光定位系統(tǒng)的總體實(shí)現(xiàn)方案。(3)提出了一種可見光定位系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案。通過詳細(xì)地分析可見光通信的特點(diǎn)和多維定位的需求設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了可見光通信基帶中的調(diào)制解調(diào)、編解碼和可見光數(shù)據(jù)幀,然后給出了發(fā)射端和接收端的軟硬件實(shí)現(xiàn),同時(shí)在服務(wù)器端搭建軟件平臺用以對整個(gè)定位系統(tǒng)進(jìn)行配置和測試,此外還實(shí)現(xiàn)了基于Qt的定位圖形用戶界面(GUI,Graphical User Interface)程序。(4)分別提出了基于三邊定位和基于指紋匹配和K近鄰的兩種三維定位算法。三邊定位算法通過對可見光信號的接收信號強(qiáng)度(RSS,Received Signal Strength)的分布函數(shù)進(jìn)行簡化和擬合,并結(jié)合三邊定位公式得到最終定位結(jié)果;基于指紋匹配和K近鄰的定位算法首先使用指紋匹配算法找到最近鄰點(diǎn),然后通過K近鄰迭代搜索得到K近鄰,最后對K近鄰進(jìn)行加權(quán)平均得到最后的定位結(jié)果。(5)對基于可見光通信的定位系統(tǒng)的配置和測試進(jìn)行說明,同時(shí)分別給出了基于三邊定位、基于指紋匹配和K近鄰的三維定位算法的定位結(jié)果及分析。其中,基于三邊定位的算法定位精度大部分高于基于指紋匹配和K近鄰的定位算法,但是后者采用指紋匹配技術(shù)增強(qiáng)了算法的適用性,同時(shí)又采用了 K近鄰迭代搜索和位置加權(quán)估計(jì)提高了相同的采樣密度下的定位精度。(6)對學(xué)位論文的研究內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)概括,并指出目前研究的不足和將來的研究方向。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(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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本文編號：1317867