發(fā)布時間：2017-04-16 06:16

  本文關(guān)鍵詞：基于LED可見光的室內(nèi)定位算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文分析了室內(nèi)可見光定位的各種算法,包括接收信號強度(RSS)、傳輸時間差(TDOA)、傳輸時間(TOA)、接收信號角度(AOA)和混合定位等算法。給出了各種算法的基本定位原理,重點研究了基于LED可見光的RSS和TDOA定位算法。針對RSS定位精度低、普適性不高、定位區(qū)域小的問題,提出了利用多個LED發(fā)射端實現(xiàn)室內(nèi)定位的方法和四LED質(zhì)心加權(quán)算法。多LED定位算法法充分考慮了照明LED拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對定位性能的影響,引入了定位單元選取的基本原則,有效的解決了可見光定位中的遮擋效應(yīng)。四LED質(zhì)心加權(quán)定位算法從可見光傳輸距離短定位精度高的特點出發(fā)將傳輸距離信息作為加權(quán)因子引入定位算法中,提高了定位精度,擴大了定位區(qū)域,有效地提高了系統(tǒng)的應(yīng)用性。針對目前TDOA定位算法不收斂、誤差大及實現(xiàn)復(fù)雜的問題,提出了基于LED的非線性優(yōu)化算法和區(qū)域協(xié)作的室內(nèi)定位算法。非線性優(yōu)化算法利用定位終端到兩個LED的傳輸距離之差,構(gòu)造距離估計目標(biāo)函數(shù),采用有約束的非線性規(guī)劃算法估計定位終端的位置。有效地解決了室內(nèi)噪聲環(huán)境中常規(guī)TDOA定位算法不收斂或誤差偏大的問題。同時,為了進(jìn)一步優(yōu)化定位性能,將距離信息引入加權(quán)因子中,提出了質(zhì)心加權(quán)混合定位算法。區(qū)域協(xié)作的室內(nèi)定位算法充分考慮了室內(nèi)光信道中的各種噪聲因素的影響,引入多照明區(qū)域聯(lián)合定位思想,利用LED發(fā)出的參考信號估計定位節(jié)點到各LED的信號傳輸時間差,構(gòu)造協(xié)作定位距離估計目標(biāo)函數(shù),并通過非線性最小二乘法獲得定位目標(biāo)的位置估計,不僅提高了室內(nèi)定位精度和系統(tǒng)應(yīng)用的普適性及魯棒性,而且有效地解決了室內(nèi)可見光定位存在的遮擋效應(yīng)。此外,對動態(tài)定位追蹤也有一定的效果。
【關(guān)鍵詞】：可見光通信 室內(nèi)定位 質(zhì)心加權(quán) 非線性優(yōu)化 區(qū)域協(xié)作
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 室內(nèi)定位技術(shù)概述10-13
• 1.2 室內(nèi)可見光定位的應(yīng)用前景13-14
• 1.3 室內(nèi)可見光定位的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排17-20
• 第2章 室內(nèi)可見光通信的信道特性20-29
• 2.1 LED特性及照明分布20-22
• 2.2 接收光功率22-26
• 2.3 噪聲與信噪比分析26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 VLC定位原理及常用算法29-40
• 3.1 VLC室內(nèi)定位方法29-30
• 3.2 定位算法原理30-38
• 3.2.1 RSS定位算法30-33
• 3.2.2 TOA與TDOA定位算法33-36
• 3.2.3 AOA定位算法36-38
• 3.2.4 混合定位算法38
• 3.3 定位算法的評價指標(biāo)38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 改進(jìn)的RSS室內(nèi)定位算法40-62
• 4.1 RSS定位算法距離估計40-45
• 4.1.1 相位檢測法40-43
• 4.1.2 強度估計法43-45
• 4.2 多LED高精度定位算法45-52
• 4.2.1 系統(tǒng)模型45-47
• 4.2.2 算法原理47-49
• 4.2.3 性能仿真49-52
• 4.3 質(zhì)心加權(quán)算法52-56
• 4.3.1 系統(tǒng)模型與算法原理52-53
• 4.3.2 性能仿真53-56
• 4.4 基于RSS和AOA混合定位算法56-61
• 4.4.1 算法原理56-59
• 4.4.2 仿真結(jié)果分析59-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第5章 高精度TDOA定位算法62-77
• 5.1 TDOA時延檢測62-66
• 5.1.1 系統(tǒng)模型62-63
• 5.1.2 時延估計63-66
• 5.2 非線性優(yōu)化算法66-71
• 5.2.1 算法原理66-67
• 5.2.2 性能仿真分析67-71
• 5.3 基于區(qū)域協(xié)作的室內(nèi)定位算法71-76
• 5.3.1 系統(tǒng)模型與算法原理71-73
• 5.3.2 仿真性能分析73-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 第6章 結(jié)論與展望77-80
• 6.1 論文工作總結(jié)77-78
• 6.2 未來展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-86
• 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文86-87
• 致謝87-88
• 作者簡介88

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1 本報記者 馬靜t，

本文編號：310193