基于运动建模的室内可见光定位机制研究

发布时间：2017-06-13 07:07

  本文关键词：基于运动建模的室内可见光定位机制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着计算机技术的快速发展,应用于多种领域的定位服务的精度也随之大幅提高,而室内定位由于人们的日常需求逐渐成为定位的一项重要内容。传统的定位方法如超宽带,红外,WLAN等还存在成本高,应用不方便,定位精度低等问题,因此研究一直致力于寻找一种灵活、准确且普适的室内定位方法。近年来,LED的广泛使用推动了可见光通信这种新型的通信方式,由于它的响应时间短,传输速率高,调制性能好等优点而得到快速发展。同时利用可见光进行定位为填补上述不足提供了可能,因此得到了广泛关注。本论文包含以下三部分的创新性工作： ·提出将指纹数据库与可见光技术相结合来进行定位的方法。目前已经有一些关于利用可见光进行定位的研究,例如利用接收功率结合三角定位的方法,到达时间,到达角度等。但是这些算法都有各自的局限性,而且需要对信道进行精确的建模,这在复杂的室内环境下是一个很大的挑战。因此本文提出指纹数据库的定位方法,并仿真得出了基于可见光通信技术和指纹数据库技术的定位精度,分析了定位相关参数改变时对定位精度的影响。 ·提出了基于粒子滤波的室内可见光定位技术。由于这些算法包括指纹数据库对于可见光通信自身存在的对遮挡敏感问题都没有很好的解决。基于粒子滤波的运动建模理论可以很好的用来进行定位和跟踪,而且相比指纹数据库方法利用了更多的信息,如运动物体的速度,加速度和噪声分布等,可以一定程度上缓解遮挡问题带来的定位不精确问题。因此本文提出了基于粒子滤波的定位技术,仿真得到定位的精度,并模拟了遮挡情况下,利用粒子滤波与只利用指纹数据库的轨迹差异。实验表明,粒子滤波能一定程度上缓解遮挡问题带来的大误差。 ·完成室内可见光定位仿真与演示平台。该平台针对不同实验场景,通过软件界面和串口命令来传输交互信令,从而实现软件协助控制不同LED灯下多客户端之间的通信及切换。
【关键词】：LED可见光定位系统 粒子滤波 指纹数据库 室内定位
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 研究目的及现实意义9-10
• 1.2 室内可见光定位研究现状与应用价值10-13
• 1.2.1 可见光发展现状与研究价值10-11
• 1.2.2 室内定位研究现状与应用价值11-13
• 1.3 研究内容与研究工作13-14
• 1.4 论文的结构14-15
• 1.5 本章小结15-16
• 第二章 室内可见光定位机制16-26
• 2.1 可见光系统架构16-17
• 2.2 室内可见光系统模块特性17-21
• 2.2.1 LED发射器的特性17-19
• 2.2.2 光电二极管的特性19-21
• 2.3 室内可见光链接方式21
• 2.4 基于信道建模的室内可见光定位方法21-24
• 2.4.1 基于载波分配的接受功率强度的三角定位法21-22
• 2.4.2 时隙分配法22-23
• 2.4.3 到达时间法23
• 2.4.4 到达角度法23-24
• 2.5 基于运动建模的室内可见光定位方法24-25
• 2.5.1 基于运动建模的定位方法24-25
• 2.5.2 定位算法精度及优缺点总结25
• 2.6 本章小结25-26
• 第三章 基于指纹数据库的室内可见光定位机制26-32
• 3.1 室内可见光定位系统模型26-27
• 3.2 指纹数据库用于定位的理论基础27-29
• 3.3 指纹数据库改进方法29
• 3.4 指纹数据库定位因素29-30
• 3.5 本章小结30-32
• 第四章 基于粒子滤波算法的室内可见光定位技术32-44
• 4.1 递推贝叶斯估计32-33
• 4.2 贝叶斯重要性采样33-34
• 4.3 序贯重要性采样34-36
• 4.4 退化现象解决方法36-37
• 4.4.1 选择重要性概率密度函数36
• 4.4.2 重采样36-37
• 4.6 粒子滤波基本流程37-38
• 4.7 粒子滤波定位38-40
• 4.8 仿真结果及结论40-43
• 4.9 本章小结43-44
• 第五章 室内可见光定位仿真与演示平台44-53
• 5.1 室内可见光定位平台介绍44-48
• 5.2 室内可见光定位演示过程48-51
• 5.2.1 手动定位和切换过程49-51
• 5.2.2 自动定位和切换过程51
• 5.3 本章小结51-53
• 第六章 总结与展望53-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60
• 硕士期间发表的论文60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘宏展;吕晓旭;王发强;梁瑞生;王金东;张准;;白光LED照明的可见光通信的现状及发展[J];光通信技术;2009年07期

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本文编号：445961