随着数字科技的发展与电子产品的普及,人们对于室内定位的需求日益增长。传统的GPS室外定位技术由于建筑物的遮挡,很难在室内获得良好的精度。为了弥补GPS的固有缺陷,多种室内定位技术逐渐进入人们的视野。其中,可见光定位技术拥有部署成本低,且不受电磁干扰等优势,非常适用于复杂室内环境,特别是在一些如矿井和无电磁看护医院等特殊场所实现精准定位。因此,针对可见光室内定位的研究具有现实意义。本论文的主要工作内容如下:首先,针对目前可见光定位已有的研究中多是采用标准的LED单元或者是用LED仿真模型进行理论仿真的情况,本文根据市面上所售卖的一般LED灯所用漫反射灯罩的具体形状提出了多种辐射模型,并且对模型进行了实际测试,结果表明模型与实际情况基本相符。其次,本文采用频分多址（FDMA）的方式区分每一盏LED灯,传感器将光信号转换为电信号后通过FFT做频率分析,将其中辐照度最大几种频率挑选出来,并与对应的位置信息一同带入由模型确立的方程组。为了提高定位算法的稳健性,算法必须能够利用多盏LED灯的冗余信息,而为了解决方程组奇异问题,本文将约束方程组转化为无约束最优化问题并采用基于信赖域的列文伯格-马夸特（LM）算法,获得全局最优解。同时,还测试LM算法的非负参数μ的取值,证明该参数在取最优值时,算法最少只需要17步迭代就可以完成一次运算。再次,本文采用Madgwick算法获得在东北天坐标系下的姿态值作为用于姿态解算的卡尔曼滤波模型中的初值,之后采用卡尔曼滤波器获得在东北天坐标系下的加速度值,并对该值做了正态性假设检验。而后再采用基于卡尔曼滤波的融合算法使可见光室内定位的结果与惯性导航的结果有机地结合。最后,本文将设计的可见光定位系统做成实物,在1.48m x 1.51m x 1.65m的定位空间中进行定位测试。结果表明,三维可见光定位系统的定位准确度达到了10cm左右的水平,而该融合定位的方式也使得定位在短期处于非视距的情况下获得了较为良好的定位效果,同时在视距的情况下,定位的准确度与抗干扰性能也得到了提升。