基于白光LED的高精度室内可见光定位技术

"本文提出了一种高精度的室内可见光定位算法，主要针对现有室内定位技术存在的精度低和实现复杂的缺陷。该算法基于白光LED，利用到达时间差（TDOA）测量来估计定位终端与多个LED之间的距离差，通过构建距离估计目标函数，并采用有约束非线性规划算法求解定位终端的坐标。此外，为优化定位性能，文中还引入了距离信息的加权因子，提出了质心加权混合定位算法。在5m x 5m x 3m的空间区域进行仿真实验，考虑噪声影响后，该算法在信噪比为2dB的情况下，平均定位误差仅为3cm，显著提升了室内定位的精度和系统的适用性、鲁棒性。" 高精度室内可见光定位算法是一种创新的室内定位技术，旨在解决传统室内定位算法的精度不足和实现难度大的问题。该算法的核心是利用可见光通信（ VLC ）中的白光LED作为定位光源，通过接收由不同LED发出的定位参考信号并计算到达时间差（TDOA），进而推算出定位终端相对于两个LED的传输距离差。这个距离差可以用于构造一个距离估计目标函数，通过有约束的非线性规划算法，可以精确计算出定位终端的二维或三维位置坐标。 在室内环境，由于多路径效应和噪声干扰，传统的TDOA定位算法可能无法收敛或产生较大误差。而本文提出的算法能够有效地应对这些问题，保证在噪声环境下仍能获得较高的定位精度。为提升定位性能，算法进一步结合了距离信息的加权因子，提出了质心加权混合定位策略。这种策略可以动态调整每个距离测量的权重，从而在考虑噪声影响的同时优化定位结果。 仿真实验在5米 x 5米 x 3米的空间范围内进行，验证了该算法的优越性。在信噪比较低（SNR = 2dB）的情况下，算法的平均定位误差可以达到5厘米。通过应用质心加权处理，平均定位误差进一步降低至3厘米，这表明该算法在实际应用中具有很高的定位精度和鲁棒性。 这项研究为室内定位提供了新的解决方案，特别是在精度要求高的场合，如物联网、智能家居、智能仓储等领域，这种高精度的可见光定位技术具有广阔的应用前景。其不仅提高了定位的准确性，而且简化了系统实现，增强了系统的普适性和适应性。