论文部分内容阅读
室内可见光定位是指利用发光二极管(LightingEmittingDiode,LED)固态光源在照明的同时提供定位功能的新型定位技术,具有节能降耗、应用广泛、绿色健康、成本低廉等优点。室内可见光定位具有室内传统无线定位方法难以替代的优势,在室内定位领域具有较好的发展和应用前景,成为近年来该领域的研究热点。基于可见光的室内定位技术和其它无线定位技术相比较,容易达到更高的定位精度。在密集光源的可见光网络中,综合利用多个发射端所提供的多维信息能够充分实现可见光信息资源的有效利用。发射端的光源布局决定着多维信息的呈现方式,因此光源布局的特性是室内可见光定位中不能忽略的问题之一。过往的研究都重在从定位算法层面提高定位精度,或者仅考虑单一布局模型对定位精度的影响,没有充分考虑不同的布局模型与定位精度之间的关系。本文基于室内可见光无线定位模型,深入研究光源布局对定位结果的影响,以及新型定位技术的实现。主要研究内容与创新点如下:(1)针对室内可见光定位系统中常见的光源基本布局模型和密集布局模型,研究不同模型中定位准确性与布局样式,光源高度,以及采样间隔之间的关系。仿真结果显示,不同布局模型之间的定位准确性存在较大差异。在光源高度方面,密集布局模型的定位误差随高度的增加先减后增,存在定位精度的稳定区间和极限平均误差。为研究定位误差的分布,本文在接收平面上划分有效定位区域,通过有效定位指数来对比分析布局模型的误差分布,以及在不同区域的差异性。此外,分析了边缘间距和光源高度与误差分布的关系,最后获得了多项式拟合模型。(2)针对密集布局模型,设计并实现一种融合LED标签和指纹分析法的新型定位技术。LED标签的设计参考累积空时编码方案中的定位帧;考虑到密集光源环境下数据量大的特点,指纹分析在线阶段的位置估计采用快速分类算法,根据光源布局进行区域划分并指定标记采样点,模拟二叉搜索树实现在线阶段快速位置估计,可大幅度减少特征数据比对。这种新型定位技术能够直接应用于密集光源布局模型中。