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基于可见光通信的室内定位技术

发布时间:2018-06-07 04:14

  本文选题:可见光通信 + 室内定位 ; 参考:《南京邮电大学》2017年硕士论文


【摘要】:目前,全球卫星定位系统(GPS)在室外环境下已经取得了巨大成功,但是复杂的室内环境常常导致卫星类定位技术在室内的定位效果很差。随着位置信息服务的需求快速增长,研究一种不依赖于GPS卫星信号的室内定位技术成为国内外研究的热点。基于可见光通信的室内定位技术实现简单灵活,成本低廉,定位精度高。因此,本文主要研究了基于可见光通信的室内定位技术。主要包括几个方面:(1)分析比较传统的室内定位技术的优劣势,描述了可见光通信室内定位技术的应用前景及价值。重点介绍各种可见光通信室内定位技术,并讨论其技术特点。(2)提出了一种基于可见光通信定位的方向角估计方法。首先,在移动设备图像传感器获得极化角和方位角的基础上,估计每个LED的投影位置。然后利用得到的投影位置通过最小均方方法估计出方向信息,并推导出方向角估计错误的均方期望的理论界。仿真结果表明所提算法在不同的环境下都能够得到很好的估计性能。(3)研究了一种基于图像匹配的可见光通信定位算法。该定位方法包括离线和在线两个阶段。离线阶段构建网格图片指纹库。在线阶段利用SIFT图像匹配算法,将获得的图片与图片指纹库进行查询匹配,找出最具相似性的图片,实现定位。实验结果论证了该算法的定位性能。(4)提出一种基于图像匹配和指纹库的可见光通信定位方法思想。该技术在离线阶段构建象限图片指纹库和基于到达角度(AOA)和接收信号强度指示器(RSSI)指纹的网格化象限数据库,通过粗定位和精定位两个阶段,提高基于图像匹配的VLC定位算法的定位精度和实时性。
[Abstract]:At present, GPS (Global Positioning system) has achieved great success in outdoor environment, but the complex indoor environment often leads to poor positioning effect of satellite positioning technology. With the rapid growth of the demand for location information services, the research of indoor positioning technology, which does not depend on GPS satellite signals, has become a hot topic at home and abroad. The indoor positioning technology based on visible light communication is simple and flexible, low cost and high positioning accuracy. Therefore, this paper mainly studies the indoor positioning technology based on visible light communication. This paper mainly includes several aspects: (1) analyzing and comparing the advantages and disadvantages of traditional indoor positioning technology, and describing the application prospect and value of visible light communication indoor positioning technology. This paper mainly introduces various indoor positioning techniques of visible light communication, and discusses its technical characteristics. (2) A direction angle estimation method based on visible light communication location is proposed. Firstly, based on the polarization angle and azimuth angle obtained by the mobile device image sensor, the projection position of each LED is estimated. Then the direction information is estimated by using the least mean square method, and the theoretical bound of the mean square expectation for the wrong direction angle estimation is derived. Simulation results show that the proposed algorithm can obtain good estimation performance in different environments. The positioning method includes two stages: offline and online. The fingerprint database of grid images is constructed in offline stage. In the online stage, the SIFT image matching algorithm is used to search and match the obtained images with the fingerprint database, to find out the most similar images and to realize the location. The experimental results demonstrate the localization performance of the algorithm. 4) an image matching and fingerprint database based visible-light communication localization method is proposed. This technique constructs quadrant image fingerprint database and grid quadrant database based on AOAA and RSSI fingerprint in off-line phase. The accuracy and real-time of VLC localization algorithm based on image matching are improved.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.1

【参考文献】

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本文编号:1989723

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