基于可见光通信的几种室内定位方法

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1、IndoorPositioningMethodsBasedonVisibleLightCommunicationWangYuqi1,2,GongYingkui1,ShiZhengfa1,2,LiYankun1,ZhangYe11.AcademyofOPTO-Electronics,ChineseAcademyofSciences,Beijing,China,1000942.UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing,China,1000491.wangyuqi12@mails.ucas.ac.cn,2.ykgong@aoe.ac.

2、cnAbstract:Asanewtechnology,thevisiblelightcommunicationusingLEDlightsastheaccesspointshasmanyadvantagessuchaswithoutelectromagneticradiation,highbandwidth,highrate,etc.Itprovidesanewpossibilityforindoornavigationandpositioning.Accordingtothecurrentresearchprogressandstatus,fivekindsofposit

3、ioningtechnologiesbasedonvisiblelightcommunicationareanalyzedandcompared,thenanewmethodisproposedwhichcombiningvisiblelightcommunicationwithphotogrammetry.Finally,thefutureofindoorpositioningbasedonvisiblelightcommunicationanditsapplicationisexpounded.Keywords:LED;visiblelightcommunication;

4、indoorpositioning;photogrammetry基于可见光通信的几种室内定位方法王语琪1,2，巩应奎1，史政法1,2，李延坤1，张烨11．中国科学院光电研究院，北京，中国，1000942．中国科学院大学，北京，中国，1000491.wangyuqi12@mails.ucas.ac.cn,2.ykgong@aoe.ac.cn【摘要】可见光通信作为一种新兴技术，具有无电磁辐射、高带宽、高速率等多种优点，其利用LED灯为接入点，为室内定位技术提供了新的可能。本文综合国内外研究现状，对基于可见光通信的五种定位技术进行分析和比较，并提出一种可见光通信与摄影测量结合的方法

5、。最后对基于可见光通信的室内定位技术的未来发展和应用前景进行展望。【关键词】LED；可见光通信；室内定位；摄影测量及图像传感器定位等技术。本文对以上五种定位技术进行分析及比较，并提出一种新的可见光通信与摄影测量相结合的定位方法。1引言随着室内活动的日趋频繁，对于室内定位的需求日益增多，同时对移动终端平台上基于位置的服务也提出了更高的要求。GPS作为一种成熟的定位系统，在户外开阔环境具有良好的用户体验和定位精度，但由于卫星导航信号穿透建筑物墙壁后，信号强度大幅度的衰减，加之室内多径现象严重，导致GPS的定位精度大幅度下降，难以满足用户的室内定位需求。目前主流的室内定位系统主要依

6、赖红外、超声波、超宽带、射频识别（无线局域网、ZigBee）[1]技术等，由于使用的是射频信号，在空中传播时易受干扰且在同一微波电路、同一方向上不能使用同一频率，因此飞机、医院等特殊场景下使用受限。可见光通信技术具有无电磁辐射、高带宽、高速率、无需额外布设接入点等优点，为室内定位方法提供了新的可能。国内外对基于可见光通信的定位技术的研究工作主要集中在五个方面，包括LED灯身份信息识别定位（LED-ID）、到达时间及时间差（TOA/TDOA）定位、光信号强度（RSS）定位、信号到达角（AOA）定位2定位方案分析及比较2.1LED-ID定位方法基于LED-ID定位采用LED灯作为

7、信标，每盏灯都有一个固定ID。LED灯编码自身ID信息，可采用OOK（二进制启闭键控）的信号调制方式，不断向外发送信息。定位过程如图1所示，首先控制中心为每盏LED分配ID以示区别，在移动终端低速行进的过程中，利用运动模糊及覆盖范围识别LED-ID，最后终端接收后，根据LED通信信息中的ID信息，查询对应数据库的三维坐标信息，通过映射的方式来确定终端的位置。Figure1LED-IDpositioningprocess图1LED-ID定位技术思路1图2中的LED接收模型表示了LED覆盖范围与探测概率的关