基于智能手机的可见光室内定位系统关键技术研究

发布时间：2020-12-09 05:29

　　进入21世纪以来,人们对于室内位置服务的需求日渐增长。而互联网的快速普及,为室内定位技术的发展带来了新的契机。传统的全球定位系统(GPS)由于信号无法穿透墙壁,难以在室内环境中广泛应用。与基于射频(RF)、蓝牙和WLAN等定位方式相比,可见光定位(VLP)因其部署简单、无电磁干扰、精确度高等优点,成为了近年来国内外研究者广泛研究的新型室内定位技术。结合到达角度(AOA)算法,基于成像的可见光室内定位能实现亚米级的高精度定位。特别是图像传感器集成于智能手机中,相对于其他可见光定位技术,此方案更加便于推广。但是,在室内环境中,一些窗户玻璃、抛光家具等会在捕获的图像中引入镜面干扰,影响信标的确定。因此,对基于摄像头的室内定位系统来说,消除镜面干扰具有十分重要的意义。本文设计了一种基于智能手机的可见光室内定位系统,在发射端,由电压源驱动FPGA产生不同频率的OOK信号作为定位信标,将定位信标调制到LED电流中以白光形式发送;在接收端,由智能手机打开摄像头拍照捕捉包含在LED灯中的定位信标信息。基于该系统,针对定位信标的产生与识别、智能手机的像素、LED灯布局的间距及距地高度等关键技术进行了研究... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 室内定位技术
    1.2 可见光通信研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.2 室内定位研究现状
    1.3 可见光室内定位面临的挑战
    1.4 论文章节安排
第二章 可见光室内定位系统的基本原理
    2.1 CMOS图像传感器
    2.2 基于AOA的室内定位算法
    2.3 本章小结
第三章 可见光室内定位系统的关键技术
    3.1 可见光室内定位系统模型
    3.2 室内定位算法
        3.2.1 定位位置求解
        3.2.2 室内定位方向角求解
    3.3 定位信标的设计与识别
        3.3.1 定位信标的设计
        3.3.2 定位信标的识别
    3.4 基于LED灯布局的镜面干扰消除算法研究
    3.5 本章小结
第四章 可见光室内定位系统的实现
    4.1 可见光室内定位实验设置
    4.2 实验参数测定
    4.3 驱动电路的设计
    4.4 定位信标的生成
    4.5 实验结果与讨论
        4.5.1 不同像素下定位误差分析
        4.5.2 不同定位高度下定位误差分析
        4.5.3 不同LED灯间距下定位误差分析
        4.5.4 LED灯正方形布局下系统抗干扰表现
        4.5.5 LED灯不规则四边形布局下系统抗干扰表现
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 主要工作与创新点
    5.2 后续工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文



本文编号：2906353