本文關(guān)鍵詞：基于可見光通信的移動物體定位系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)　出處：《東南大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 可見光通信 室內(nèi)定位 接收信號強度指示 最小二乘法 卡爾曼濾波

【摘要】：隨著技術(shù)和經(jīng)濟的發(fā)展,人們對于定位的需求不再限于室外,室內(nèi)定位的需求日益增長�；诳梢姽馔ㄐ�(VLC,Visible Light Communication)的室內(nèi)定位技術(shù)因為具有通信方式綠色環(huán)保、設(shè)備成本低且壽命長、無電磁輻射等優(yōu)點,成為了當(dāng)前室內(nèi)定位技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點。本學(xué)位論文提出了一個基于可見光通信技術(shù)的室內(nèi)定位方案,設(shè)計并搭建了基于可見光通信的室內(nèi)定位系統(tǒng)實驗平臺,提出了使用最小二乘定位算法實現(xiàn)對移動物體進行定位,并使用卡爾曼濾波算法對最小二乘定位的結(jié)果進行優(yōu)化,實現(xiàn)了基于可見光通信的室內(nèi)定位功能。本文的主要工作如下:(1)較為詳細地介紹了室內(nèi)定位技術(shù)的研究背景和研究意義,討論了基于可見光通信的室內(nèi)定位技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并闡述了可見光室內(nèi)定位技術(shù)相對于傳統(tǒng)室內(nèi)定位技術(shù)的優(yōu)點。(2)比較多種可見光定位方法,提出使用基于可見光接收信號強度指示值(RSSI,Received Signal Strength Indicator)的定位方法。設(shè)計定位系統(tǒng)的硬件平臺,提出了可見光室內(nèi)定位方案,并對平臺開發(fā)中使用到的軟件工具進行了介紹。(3)為了得到距離與RSSI值之間的關(guān)系,提出了建立經(jīng)驗公式的方法來將RSSI值映射為距離值,并給出了建立經(jīng)驗公式的詳細過程�；诮�(jīng)驗公式,提出使用最小二乘定位法來對移動物體進行定位,以及使用卡爾曼濾波算法來對最小二乘法的定位結(jié)果進行優(yōu)化。(4)詳細說明了可見光定位實驗平臺的各個硬件模塊。闡述了整個定位系統(tǒng)的軟件設(shè)計流程,包括:發(fā)送端上位機程序、發(fā)送端FPGA控制程序、接收端FPGA控制程序、定位結(jié)果顯示界面程序,并對一些重要的模塊的軟件開發(fā)過程進行了詳細說明。(5)對本文所搭建的實驗平臺進行測試和聯(lián)調(diào),利用該定位平臺對移動物體進行定位,比較了最小二乘定位結(jié)果和經(jīng)過卡爾曼濾波算法優(yōu)化后的定位結(jié)果。實驗結(jié)果表明本文所設(shè)計的定位平臺可以穩(wěn)定工作,該定位系統(tǒng)可以實現(xiàn)對移動物體的精確定位。(6)給出本學(xué)位論文研究工作總結(jié),并對下一步的研究給出展望。
[Abstract]:With the development of technology and economy, the demand for positioning is no longer confined to outdoor, and the demand for indoor positioning is increasing day by day. VLC is based on visible light communication. The indoor positioning technology of Visible Light Communication has the advantages of green communication mode, low cost and long life, no electromagnetic radiation and so on. It has become a research hotspot in the field of indoor positioning technology. In this dissertation, an indoor positioning scheme based on visible light communication technology is proposed. The experiment platform of indoor positioning system based on visible light communication is designed and built, and the least square localization algorithm is proposed to locate moving objects. Kalman filter algorithm is used to optimize the results of the least squares location. The main work of this paper is as follows: 1) the research background and significance of indoor positioning technology are introduced in detail. This paper discusses the domestic and international research status of indoor positioning technology based on visible light communication, and expounds the advantages of visible-light indoor positioning technology compared with traditional indoor positioning technology. An RSSI based on visible light signal strength indicator is proposed. The location method of Received Signal Strength indicator. The hardware platform of the positioning system is designed, and the location scheme of visible light indoor is put forward. In order to get the relationship between the distance and the RSSI value, an empirical formula is proposed to map the RSSI value to the distance value. Based on the empirical formula, the least square localization method is proposed to locate moving objects. And using Kalman filter algorithm to optimize the location results of the least square method. 4) the hardware modules of the visible light location experimental platform are explained in detail. The software design flow of the whole positioning system is described. Including: sending PC program, sending end FPGA control program, receiving end FPGA control program, positioning results display interface program. And the software development process of some important modules is described in detail.) the experimental platform built in this paper is tested and adjusted, and the positioning platform is used to locate moving objects. The results of the least square localization and the Kalman filtering algorithm are compared. The experimental results show that the positioning platform designed in this paper can work stably. This system can realize the accurate positioning of moving objects. It gives a summary of the research work of this dissertation and the prospect of the next research.
【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：1394438