基于可见光通信的移动物体定位系统的设计与实现

发布时间:2018-01-07 22:12

  本文关键词:基于可见光通信的移动物体定位系统的设计与实现 出处:《东南大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 可见光通信 室内定位 接收信号强度指示 最小二乘法 卡尔曼滤波


【摘要】:随着技术和经济的发展,人们对于定位的需求不再限于室外,室内定位的需求日益增长。基于可见光通信(VLC,Visible Light Communication)的室内定位技术因为具有通信方式绿色环保、设备成本低且寿命长、无电磁辐射等优点,成为了当前室内定位技术领域的研究热点。本学位论文提出了一个基于可见光通信技术的室内定位方案,设计并搭建了基于可见光通信的室内定位系统实验平台,提出了使用最小二乘定位算法实现对移动物体进行定位,并使用卡尔曼滤波算法对最小二乘定位的结果进行优化,实现了基于可见光通信的室内定位功能。本文的主要工作如下:(1)较为详细地介绍了室内定位技术的研究背景和研究意义,讨论了基于可见光通信的室内定位技术的国内外研究现状,并阐述了可见光室内定位技术相对于传统室内定位技术的优点。(2)比较多种可见光定位方法,提出使用基于可见光接收信号强度指示值(RSSI,Received Signal Strength Indicator)的定位方法。设计定位系统的硬件平台,提出了可见光室内定位方案,并对平台开发中使用到的软件工具进行了介绍。(3)为了得到距离与RSSI值之间的关系,提出了建立经验公式的方法来将RSSI值映射为距离值,并给出了建立经验公式的详细过程。基于经验公式,提出使用最小二乘定位法来对移动物体进行定位,以及使用卡尔曼滤波算法来对最小二乘法的定位结果进行优化。(4)详细说明了可见光定位实验平台的各个硬件模块。阐述了整个定位系统的软件设计流程,包括:发送端上位机程序、发送端FPGA控制程序、接收端FPGA控制程序、定位结果显示界面程序,并对一些重要的模块的软件开发过程进行了详细说明。(5)对本文所搭建的实验平台进行测试和联调,利用该定位平台对移动物体进行定位,比较了最小二乘定位结果和经过卡尔曼滤波算法优化后的定位结果。实验结果表明本文所设计的定位平台可以稳定工作,该定位系统可以实现对移动物体的精确定位。(6)给出本学位论文研究工作总结,并对下一步的研究给出展望。
[Abstract]:With the development of technology and economy, the demand for positioning is no longer confined to outdoor, and the demand for indoor positioning is increasing day by day. VLC is based on visible light communication. The indoor positioning technology of Visible Light Communication has the advantages of green communication mode, low cost and long life, no electromagnetic radiation and so on. It has become a research hotspot in the field of indoor positioning technology. In this dissertation, an indoor positioning scheme based on visible light communication technology is proposed. The experiment platform of indoor positioning system based on visible light communication is designed and built, and the least square localization algorithm is proposed to locate moving objects. Kalman filter algorithm is used to optimize the results of the least squares location. The main work of this paper is as follows: 1) the research background and significance of indoor positioning technology are introduced in detail. This paper discusses the domestic and international research status of indoor positioning technology based on visible light communication, and expounds the advantages of visible-light indoor positioning technology compared with traditional indoor positioning technology. An RSSI based on visible light signal strength indicator is proposed. The location method of Received Signal Strength indicator. The hardware platform of the positioning system is designed, and the location scheme of visible light indoor is put forward. In order to get the relationship between the distance and the RSSI value, an empirical formula is proposed to map the RSSI value to the distance value. Based on the empirical formula, the least square localization method is proposed to locate moving objects. And using Kalman filter algorithm to optimize the location results of the least square method. 4) the hardware modules of the visible light location experimental platform are explained in detail. The software design flow of the whole positioning system is described. Including: sending PC program, sending end FPGA control program, receiving end FPGA control program, positioning results display interface program. And the software development process of some important modules is described in detail.) the experimental platform built in this paper is tested and adjusted, and the positioning platform is used to locate moving objects. The results of the least square localization and the Kalman filtering algorithm are compared. The experimental results show that the positioning platform designed in this paper can work stably. This system can realize the accurate positioning of moving objects. It gives a summary of the research work of this dissertation and the prospect of the next research.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.1

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本文编号:1394438

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