摘要：高亮的LED燈在將來(lái)將會(huì)取代現(xiàn)在的照明技術(shù)用于可見光通信，我們推薦了一種高精度的室內(nèi)定位技術(shù)，采用LED燈，可見光通信和圖像傳感，在這個(gè)算法中，四個(gè)LED燈傳輸三維坐標(biāo)信息，（信息來(lái)自附近不知道位置的兩個(gè)圖像傳感器）。未知的位置有LED圖像的幾何關(guān)系確定。我們?cè)敿?xì)描述該算法，在論文中仿真該算法。該技術(shù)不需要任何笨拙的措施（這些措施在計(jì)算暫時(shí)的位置算法中會(huì)使用LED圖像傳感技術(shù)）仿真結(jié)果表明系統(tǒng)能夠估計(jì)未知位置的準(zhǔn)確度到了厘米，位置精度可以由高的圖像傳感解決方法，或者提高兩個(gè)傳感器的差異度解決。

1.介紹

室內(nèi)定位系統(tǒng)對(duì)于計(jì)算位置，自發(fā)性的移動(dòng)和傳感器應(yīng)用等越來(lái)越重要。在最近幾年，專家正在嘗試通過(guò)使用GPS,IR,RFID，藍(lán)牙，WLAN等等發(fā)展定位技術(shù)來(lái)提供精確定位信息。GPS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于室外定位，如航海，手機(jī)，飛機(jī)等。然而，GPS定位依賴于無(wú)線電波傳播，路徑損耗和多徑干擾。傳統(tǒng)的室內(nèi)系統(tǒng)例如WLAN,RFID，藍(lán)牙等系統(tǒng)存在系統(tǒng)缺陷，較長(zhǎng)的延時(shí)，和較低的精度，近期，可見光逐漸變?yōu)橛形�引力的室�?nèi)定位系統(tǒng)。通過(guò)照明，該設(shè)備在可見光通信系統(tǒng)中提供信息交流。系統(tǒng)被看做最有潛力的選擇來(lái)禁止受限制的無(wú)線電波傳播因?yàn)樗�不�?huì)引起或者承受無(wú)線或者電波的干涉。可見光通信系統(tǒng)能夠在建筑物內(nèi)，地下甚至任何無(wú)線頻率被禁止的地方。與傳統(tǒng)的照明設(shè)備例如（）相比，LED考慮到壽命長(zhǎng)度，環(huán)境忍受度，低的操作電壓，名義上的溫度損耗。因此，高能量的白色LED等被看做未來(lái)照明技術(shù)的備選。我們把精力集中在VLC定位系統(tǒng)。在論文中，我們提出了高精度的室內(nèi)定位算法（采用了以可見光通信和圖像傳感器為基礎(chǔ)的LED）。該計(jì)劃利用LED燈排列作為可見光通信系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)（發(fā)射機(jī)用于傳遞LED燈三維坐標(biāo)信息）。兩個(gè)圖像傳感器接受來(lái)自所有LED燈的信息。所求的未知位置通過(guò)LED和來(lái)自傳感器的圖像的幾何關(guān)系計(jì)算得到。

2.前期的工作

以位置研究為基礎(chǔ)的可見光通信系統(tǒng)仍舊處于開始的階段。嚴(yán)密的工作還沒(méi)有公布出來(lái)，然而，一些以定位技術(shù)和算法為基礎(chǔ)的可見光通信系統(tǒng)可以由[2-6]找到。[2]和[3]描述了使用可見光傳播確認(rèn)，照片探測(cè)和6個(gè)軸線的傳感器的可見光通信系統(tǒng)。產(chǎn)生了三個(gè)不同的估計(jì)的接受機(jī)位置（根據(jù)接收機(jī)的視野的效果產(chǎn)生）。在傳統(tǒng)的定位計(jì)劃，一個(gè)單獨(dú)的接收機(jī)定位估計(jì)只用在減少由于減少接收機(jī)的FOV產(chǎn)生的估計(jì)錯(cuò)誤。在3中作者提出了改變估計(jì)接收機(jī)的位置的計(jì)劃，計(jì)劃中接收機(jī)位置估計(jì)取決于接收機(jī)的傾斜角度，從而限制估計(jì)的錯(cuò)誤距離。對(duì)于視野的角度為25,17.5,10度的接收機(jī)而言錯(cuò)誤的距離是46.3,33.6,29.8厘米，該方法估算兩維的位置，精確度不可避免的取決于6坐標(biāo)軸傳感器的精確度限制。可見光通信系統(tǒng)使用熒光燈和照片傳感器能夠估計(jì)2D位置（準(zhǔn)確度在10-30cm）。系統(tǒng)通過(guò)提供人們必要的建筑內(nèi)的信息來(lái)幫助形象的受損的人們。系統(tǒng)的位置估計(jì)需要至少三個(gè)熒光燈來(lái)探測(cè)照片傳感器（傳感器隱含一些限制在室內(nèi)電燈安裝幾何學(xué)方面）。系統(tǒng)位置的精確度很明顯取決于照片傳感器的角度的精確度。可見光通信系統(tǒng)使用LED燈和圖像傳感器定位。系統(tǒng)展現(xiàn)了用于數(shù)據(jù)傳輸和使用圖像傳感器接受光線的LED照明的光強(qiáng)的調(diào)制。來(lái)自不同光源的信息能夠通過(guò)使用圖像傳感器在同一時(shí)間被接收。這個(gè)功能是由來(lái)自不同的LED燈的單獨(dú)的光線完成，提供給接收機(jī)檢測(cè)光源。在5中，至少3個(gè)LED燈傳播3D坐標(biāo)信息。2D圖像傳感器通過(guò)鏡頭和解調(diào)每一個(gè)LED的3D坐標(biāo)信息單獨(dú)的接受空間光線。接收機(jī)的位置通過(guò)計(jì)算兩套二次等式（等式可能有錯(cuò)誤）得出。在6中，使用了額外的6軸線的傳感器檢測(cè)接收者的位置和方向。方案使用6軸線的傳感器吧3D坐標(biāo)軸和2D圖像傳感器聯(lián)系起來(lái)。

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