光学相机通信的室内定位系统：实验验证与性能表现

本文主要探讨了一种基于光学相机通信的室内可见光定位系统（Visible Light Communication, VLC）的研究成果，发表在2017年4月的《光电子技术快报》(IEEE Photonics Technology Letters)上。作者Bangjiang Lin、Zabih Ghassemlooy（IEEE高级会员）、Chun Lin、Xuan Tang、Yiwei Li和Shihao Zhang提出了一个创新的定位解决方案，利用可见光发射器（如发光二极管, LEDs）传输坐标数据，并通过相机进行空间分隔和解调。 该系统的核心思想是利用室内可见光通信，通过LEDs作为信号源，将定位信息编码在光信号中。具体来说，采用的是相位移键控（Phase Shift Keying, PSK）的亚采样技术，这种技术允许数据的无错误传输，同时保持较高的定位精度。实验结果显示，当接收器距离LEDs分别为120厘米和180厘米时，该系统能够实现平均定位误差分别为5.0厘米和6.6厘米，这表明其具有较高的定位性能，对于室内物联网（IoT）和传感器网络中的精确位置追踪应用具有实际价值。 文章的关键技术点包括： 1. **光学相机通信**：系统利用摄像头作为接收设备，不仅完成数据接收，还能通过图像处理获取实时的LED位置信息，实现了通信与定位的双重功能。 2. **相位移键控（PSK）**：通过调整LED发出光的相位变化来编码信息，这种方式简单高效且易于实现。 3. **亚采样技术**：通过减少采样率，可能降低了硬件复杂性和成本，但同时也需确保信号质量和定位精度不受显著影响。 4. **室内定位**：针对室内复杂的环境，该系统展示了在有限光照条件下仍能提供准确位置信息的能力，这对于诸如智能家居、智能仓库等场景下的自动化控制至关重要。 这篇研究论文为可见光通信领域的室内定位提供了一个新颖且实用的方案，对提升物联网环境下设备的定位精度和效率具有重要意义。未来的研究可以进一步优化系统的性能，提高抗干扰能力和鲁棒性，以满足日益增长的室内位置服务需求。