基于多LED的高精度室内可见光定位方法

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1、第37卷第3期电子与信息学报Vol.37No.32015年3月JournalofElectronics&InformationTechnologyMar.2015基于多LED的高精度室内可见光定位方法*吴楠王旭东胡晴晴何荣希(大连海事大学信息科学技术学院大连116026)摘要：针对可见光室内定位问题，该文基于接收信号强度(RSS)定位技术，提出一种利用多个LED发射端实现室内定位的方法，即MLED-RSS定位算法。该方法在充分考虑LED拓扑结构对定位性能影响的基础上，利用部署在室内的多个LED，合理选择其中3个LED作为发射节点，采用改进的三边定位法获得定位目标位置信息。定位算法可以有效地解决

2、可见光定位存在的遮挡效应。仿真实验表明，MLED-RSS算法可以实现高定位精度。关键词：室内定位；可见光通信；接收信号强度；三边定位法中图分类号：TN929.1文献标识码：A文章编号：1009-5896(2015)03-0727-06DOI:10.11999/JEIT140725MultipleLEDBasedHighAccuracyIndoorVisibleLightPositioningSchemeWuNanWangXu-dongHuQing-qingHeRong-xi(InformationScienceTechnologyCollege,DalianMaritimeUniversity

3、,Dalian116026,China)Abstract:InordertoapplyVisibleLightCommunication(VLC)toindoorpositioning,basedontheReceivedSignalStrength(RSS)positioningtechnology,aschemenamelyMLED-RSSpositioningalgorithm,utilizingmultipleLEDtransmitterstoachieveindoorpositioningisproposedinthispaper.Intheproposedscheme,theimp

4、actoftopologyonpositioningperformanceisfullyconsidered,threeLEDsarereasonablyselectedfromthemultipleLEDsdeployedintheroomastransmittednodestoprovidepositioncoordinates,andthentheimprovedtrilaterationmethodisusedtoobtainthetargetlocationinformation.MLED-RSSpositioningalgorithmcaneffectivelysolvethebl

5、ockorshadoweffectexistinginindoorvisiblelocation.SimulationresultsshowthattheMLED-RSSpositioningalgorithmcanachievehighlocalizationaccuracy.Keywords:Indoorpositioning;VisibleLightCommunication(VLC);ReceivedSignalStrength(RSS);Trilaterationmethod1引言白光LED具有高速调制及响应时间短等特性，从而[2]使得LED的应用从照明领域扩展到了通信领域，近年来，

6、随着无线传感器网络及物联网技术的能够同时实现照明和通信双重功能。基于白光LED迅速发展，室内定位技术在智能机器人、大型商场的室内可见光通信(VLC)作为一种新兴的无线通信导购等诸多领域中得到了广泛应用，成为重点研究方式，在电磁辐射、使用环境、安全性等方面与射对象之一。过去的几年里，对室内定位的研究主要[3]频无线通信方式相比有明显的优势。基于这些原因停留在使用GPS,RFID，红外线，超声波，WLAN[46]−利用可见光实现室内定位被认为是有效的选择。近等技术。然而，采用GPS信号进行室内定位时，穿期，可见光定位技术得到了较为深入的研究。文献透建筑物墙壁后的射频信号非常弱导致定位误差过[7]提

7、出了一种基于图像传感器的可见光定位系统，大。另一方面，采用RFID，红外线，超声波，WLAN可以实现测量接收端的位置和方向，但需要额外的等技术手段定位时，需要搭建复杂的定位设施环境，[1]图像处理技术且数据速率受限于图像处理速率。在不仅成本高，定位精度和安全性也得不到有效保障。文献[8]中给出了一种利用4个LED通过OOK调制LED的发明为照明技术领域带来了新的革命。信号收发功率差估计传输距离的定