基于VLC的测距算法研究

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基于成像的VLC室内定位镜面干扰消除技术

基于成像的VLC室内定位镜面干扰消除技术

基于成像的VLC室内定位镜面干扰消除技术泮万盛;侯忆楠;肖石林;杨俊杰【期刊名称】《光通信技术》【年(卷),期】2017(41)8【摘要】针对基于成像的可见光室内定位方案易产生镜面干扰的问题,提出了一种干扰消除技术,根据镜面像点与信标像点相对关系可识别和消除镜面干扰.阐述了定位信标识别方法,分析了图像中定位信标的位置几何关系,搭建了基于到达角度定位算法的实验系统,验证了该技术的可行性和有效性.%This paper proposes a camera-based visible light indoor positioning with specular reflection cancellation to reduce errors due to mirror reflection.The specular reflection is recognized and cancelled based on that relations.The paper describes the principle of LED beacon ID recognition and analyzes the geometrical relations of the beacons and specular points.Results verify the feasibility and effectiveness of the algorithm by establishing the Angle-of-Arrival (AoA)-based experimental measurement system.【总页数】3页(P48-50)【作者】泮万盛;侯忆楠;肖石林;杨俊杰【作者单位】上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,上海200240;上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,上海200240;上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,上海200240;上海电力学院,上海200090【正文语种】中文【中图分类】TN929【相关文献】1.基于LED半功率角的VLC混合室内定位算法研究 [J], 陈行;张月霞2.基于镜面成像技术的三维立体视觉测量与重构综述 [J], 郭伟青;汤一平;鲁少辉;陈麒3.基于VLC与IMU融合的移动物体跟踪室内定位系统 [J], 邹倩;夏玮玮;张静;黄博南;燕锋;沈连丰4.基于VLC的室内定位技术研究 [J], 赵大明;王欣5.基于时空ICA的脑功能成像思维干扰消除 [J], 白保东;刘健;柯丽;郭红宇因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于VLC的新型无线定位识别系统的设计方案

基于VLC的新型无线定位识别系统的设计方案

基于VLC的新型无线定位识别系统的设计方案作者:于正永董进徐彤朱东进来源:《电脑知识与技术》2016年第33期摘要:提出一种VLC(可见光通信)新型无线定位识别系统的设计方案。

该系统通过可见光发射机将所要传输的信号进行编码,并调制到可见光光束上进行传输,在接收机上进行了信号的解码、相干解调,并在移动终端设备上自动为使用者播放被识别物的详细信息,实现识别功能,通过网络规划时VLID(可见光标识)所处的平面空间坐标,确定终端持有者所处的实际位置区域,实现无线定位功能。

关键词:VLC;无线定位;识别系统;设计方案;LED中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)33-0205-03由于LED功耗低、使用寿命长、电路尺寸小、绿色环保、良好的信号调制功能以及较高的响应灵敏度等特性,因此它不但可以用作日常照明,而且可以通过相应的信号调制技术,将信号调制到可见光束上实现信号传输,使得LED同时具备照明和通信的双重功能。

所谓可见光通信(Visible Light Communication,VLC)就是指运用可见光波段的光作为信息载体,无需光纤等有线信道的传输介质,在自由空间中直接传输光信号的通信方式。

VLC相比于传统无线传输技术[1],具有成本低、传输带宽大、安全性高、不产生电磁干扰和电磁辐射、空间复用性能较好等优势,引起国内外众多学者的关注和研究[2-3]。

1 系统概述基于VLC的新型无线定位识别系统即在需要安装定位识别系统的地方(如各类场馆展区、大型购物中心等)对LED照明系统进行合适的改造,使LED发射的可见光中包含按照一定方式调制的特定的VLID。

当持有移动终端的人员进入某LED光源的有效光照区域时,带有光电二极管探测器(PD)的移动终端将直接接收带识别码的可见光信号,进而解析出可见光特有的VLID,便可在终端中自动为用户播放被识别物的详细信息,包括文字、图片、语音、视频等丰富的多媒体资讯,为用户提供个性化、交互式的多媒体信息服务。

VLC信号的时频域分析算法及实现研究

VLC信号的时频域分析算法及实现研究

VLC信号的时频域分析算法及实现研究作者:王宇冯进良段靖远来源:《中国新通信》2016年第01期【摘要】此文章的研究基于cotex-m4内核的stm32f407芯片,利用快速傅里叶变换算法,对可见光通信信号进行时域和频域分析,并利用Matlab软件进行仿真对比。

实验结果表明,该算法对硬件要求不高,易于实现,有利于在小型集成设备上实现可见光信号的时频域分析和显示。

【关键词】快速傅里叶变换 Matlab 时频域分析一、引言与普通光源相比,可见光LED有能量损耗低、高亮度、高可靠性和寿命长等许多优点,可见光LED还因其高速调制特性已被应用在可见光通信中(visible light communication,VLC),相比于射频无线通信技术,VLC技术有无需申请频带、无电磁干扰、发射功率高、安全性好和造价低等优点。

目前VLC技术已成为国内外研究的热点,研究过程中,对可见光通信信号的研究与分析是必不可少的。

信号的分析分为时域分析和频域分析两个方面。

时域分析是以时间为自变量描述物理量的变化的过程,是信号最基本、最直观的表达形式,也是真实世界惟一实际存在的域,因而在时域上对信号进行分析必不可少。

频域分析的目的是把复杂的时间历程波形,经过傅里叶变换分解为若干单一的谐波分量来研究,得到动态信号中的各个频率成分和频率分布范围,求出各个频率成分的幅值分布和能量分布,从而给出主要幅度和能量分布的频率值,进而可以对信号的信息作定量解释。

本文主要研究可见光通信信号的时域和频域分析算法及硬件实现,并对所设计的信号分析仪进行实验和仿真对比。

二、信号分析仪的设计LED是单色光源,不能产生包含所有可见光谱的白色光。

现在普遍使用的白色LED利用蓝光LED激发荧光粉形成白光。

分析仪采用脉冲形式的波形作为传输信号,用脉冲重复周期为250ns,脉冲宽度为20ns的信号进行时域脉冲响应分析时,接收端的的脉冲宽度为77ns。

经过VLC信道后,脉冲被展宽非常明显。

基于VLC的室内定位技术研究

基于VLC的室内定位技术研究

基于VLC的室内定位技术研究赵大明;王欣【摘要】VLC是利用白光LED固态光源在照明的同时实现通信的绿色通信技术,基于VLC的室内定位方法具有室内传统无线定位方法难以取代的优势.通过对可见光通信技术的研究,结合定位精度提升算法,将提供低成本、低功耗、高精度、保证照明功能的可见光定位解决方案,并从系统方案与信道模型、信号接收与处理技术、高精度定位算法、图像辅助技术等方面展开研究.【期刊名称】《电信科学》【年(卷),期】2019(035)003【总页数】5页(P122-126)【关键词】可见光通信;室内定位;定位算法【作者】赵大明;王欣【作者单位】北京国电通网络技术有限公司,北京100070;国网物资有限公司,北京100120【正文语种】中文【中图分类】TN929随着无线技术的不断发展,各种基于定位的位置信息服务受到越来越多的重视。

目前,应用最广泛的全球定位系统(global positioning system,GPS)已应用于车辆导航、工程测量、海洋救援、飞机导航、航空遥感等许多领域。

但在人们活动较为频繁的商场、医院、办公楼等室内环境以及隧道、地下停车场等特殊环境,由于无线电信号被遮蔽,GPS等传统卫星定位服务无法正常使用。

现代社会人们大部分的时间都在室内活动,并且随着城市化的发展,人们对室内定位的需求越来越迫切,室内定位系统(indoor position system,IPS)应运而生。

基于LED绿色照明光源的VLC(visible light communication,可见光通信)技术具有频谱宽、绿色节能、布设简单、成本低廉、深度覆盖、可与照明有机结合等突出优点,在室内无线定位领域具有良好的应用前景。

过去几年,基于无线电波技术提出了许多室内定位方案,主要有WLAN、RFID、UWB、Wi-Fi、超声系统、蓝牙等,这些方法提供了从几米到几十厘米的定位精度。

然而,大多数基于无线通信的系统会受到电磁干扰的影响,而且在多个用户共享的情况下通信质量会下降,这些都直接影响了定位质量。

基于可见光通信VLC的室内定位技术的研究与应用

基于可见光通信VLC的室内定位技术的研究与应用
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定位算法实现与优化
定位算法:基于接收信号强度指示(RSSI)的定位算法
定位精度:通过优化算法提高定位精度
应用场景:适用于商场、停车场等室内环境
优化方法:采用加权最小二乘法(WLS)进行优化
系统测试与验证
测试环境搭建:搭建一个模拟室内环境,包括墙壁、家具等
测试方法设计:设计一套完整的测试方法,包括定位精度、响应时间等指标
优点:无需额外安装设备,易于部署和维护
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缺点:对环境要求较高,需要稳定的光照条件
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基于VLC的室内定位系统设计
03
VLC信号接收器设计
接收器原理:接收VLC信号,并将其转换为电信号
接收器结构:包括光电探测器、放大器、滤波器等
接收器性能:高灵敏度、低噪声、宽频带
接收器应用:用于室内定位系统,实现精确定位
VLC信号处理算法设计
信号编码:采用正交频分复用(OFDM)技术进行信号编码
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信号调制:采用脉冲位置调制(PPM)技术进行信号调制
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信号检测:采用相关检测技术进行信号检测
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信号解调:采用相干解调技术进行信号解调
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信号同步:采用时间同步技术进行信号同步
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信号处理:采用自适应信号处理技术进行信号处理
室内定位技术算法
基于深度学习的定位技术
基于视觉定位的技术
基于指纹识别的定位算法
基于到达角度(AOA)的定位算法
基于到达时间差(TDOA)的定位算法
基于接收信号强度(RSSI)的定位算法
室内定位技术优缺点
优点:无需额外硬件,利用可见光通信实现室内定位
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缺点:受光线影响较大,定位精度受限

基于OpenCV的摄像头测距的实现示例

基于OpenCV的摄像头测距的实现示例

基于OpenCV的摄像头测距的实现⽰例⽬录前⾔⼀、测距原理⼆、代码1.引⼊库2.读⼊数据总结前⾔去年暑假参加了⼀个⽐赛,⽐赛内容中需要确定⽬标的位置本来想全⽤图像完成的,最后发现不是很符合要求。

⽐完赛之后,就忙别的事了。

直到现在突然想试试摄像头测距。

就来了⼀、测距原理摄像头单⽬测距原理及实现空间的深度或距离等数据的摄像头。

⼈的眼睛长在头部的前⽅,两只眼的视野范围重叠,两眼同时看某⼀物体时,产⽣的视觉称为双眼视觉。

双眼视觉的优点是可以弥补单眼视野中的盲区缺损,扩⼤视野,并产⽣⽴体视觉。

f为摄像头的焦距,c为镜头光⼼模型的主要依据公式为f/d=h/H,设物体所在平⾯与相机平⾯的距离为d,物体实际⾼度为H,在传感器上的⾼度为h根据这个模型,我们就能求出⽬标物体与我们的摄像头平⾯的距离。

分两种情况,但是这两种情况的条件都是假设实际物体与摄像机所在平⾯平⾏。

⼀种是当物体主线段过光⼼的情况,这种情况是最容易计算的,即 h=sqrt ((横坐标之差*Dx)2+(纵坐标之差*Dy)2), Dx为每个像素的宽度,Dy为每个像素的⾼度,⼆、代码1.引⼊库代码如下(⽰例):import cv2from cvzone.HandTrackingModule import HandDetectorimport mathimport numpy as npimport cvzone2.读⼊数据调⽤电脑摄像头,或者外接别的摄像头也可以调⽤ cvzone ⾃带的⼿部检测器cap = cv2.VideoCapture(0)cap.set(3, 1280)cap.set(4, 720)detector = HandDetector(detectionCon=0.8, maxHands=1)编写函数,转化为距离循环打印显⽰while True:success, img = cap.read()hands = detector.findHands(img, draw=False)if hands:lmList = hands[0]['lmList']x, y, w, h = hands[0]['bbox']x1, y1 = lmList[5]x2, y2 = lmList[17]distance = int(math.sqrt((y2 - y1) ** 2 + (x2 - x1) ** 2))A, B, C = coffdistanceCM = A * distance ** 2 + B * distance + Cprint(distanceCM, distance)cv2.rectangle(img, (x, y), (x + w, y + h), (255, 0, 255), 3)cvzone.putTextRect(img, f'{int(distanceCM)} cm', (x+5, y-10))cv2.imshow("Image", img)cv2.waitKey(1)完整代码import cv2from cvzone.HandTrackingModule import HandDetectorimport mathimport numpy as npimport cvzonecap = cv2.VideoCapture(0)cap.set(3, 1280)cap.set(4, 720)# Hand Detectordetector = HandDetector(detectionCon=0.8, maxHands=1)# Find Function# x is the raw distance y is the value in cmx = [300, 245, 200, 170, 145, 130, 112, 103, 93, 87, 80, 75, 70, 67, 62, 59, 57] y = [20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100]coff = np.polyfit(x, y, 2) # y = Ax^2 + Bx + Cwhile True:success, img = cap.read()hands = detector.findHands(img, draw=False)if hands:lmList = hands[0]['lmList']x, y, w, h = hands[0]['bbox']x1, y1 = lmList[5]x2, y2 = lmList[17]distance = int(math.sqrt((y2 - y1) ** 2 + (x2 - x1) ** 2))A, B, C = coffdistanceCM = A * distance ** 2 + B * distance + Cprint(distanceCM, distance)cv2.rectangle(img, (x, y), (x + w, y + h), (255, 0, 0), 3)cvzone.putTextRect(img, f'{int(distanceCM)} cm', (x+5, y-10))cv2.imshow("Image", img)cv2.waitKey(1)效果图:总结通过简单的⼏⾏代码,就可以实现视频测距。

室内定位方法综述

室内定位方法综述

室内定位方法综述作者:谢恩德洪毅来源:《电脑知识与技术》2021年第11期摘要:基于位置的服务应用已经包含了人们生活的方方面面,这也使得人们对位置信息的需求越来越大。

在室外我们可以依赖美国GPS和中国北斗等来获取精确的位置信息,但在复杂的室内环境中,由于卫星信号的极速衰减,无法提供满足人们要求的室内位置信息,同时没有普适性的室内定位解决方案,室内定位仍是研究热点。

文章简单介绍什么是定位,然后对室内定位算法和定位介质进行了分类和简单介绍,最后对不同定位介质从不同方面进行了比较并指出了当前室内定位方案存在的问题。

关键词:基于位置服务;室内定位;定位算法;定位介质中图分类号:TP3 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2021)11-0231-04A Survey of Indoor Positioning MethodsXIE En-de, HONG Yi(Faculty of Computers, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006,China)Abstract: Location-based service applications have already included all aspects of people's lives, which makes people's demand for location information more and more. In the outdoor environment, we can rely on GPS and Bei-dou to obtain accurate location information. However,in the complex indoor environment, due to the rapid attenuation of satellite signals, indoor location information that meets people's requirements cannot be provided. Meanwhile, there is no universal indoor location solution, so indoor location is still a research hotspot. Article introduces what is the location, and then to indoor localization algorithm and positioning media has carried on the classification and simple introduction, and finally compares the different positioning media from different aspects and points out the problems existing in the current indoor positioning scheme.Key words: location-based services; indoor positioning; location algorithm; locating medium在过去的几十年间,以美国的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)为代表的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)给人们的日常生活以及思维方式带来了巨大的变化,它是现代社会一个重要的技术里程碑。

一种新型VLC高精度混合定位算法的实现

一种新型VLC高精度混合定位算法的实现
中 图分类 号 : T N 9 2 9 . 1 文 献标 志码 : A DO I :1 0 . 3 7 8 8 / I R L A 2 0 1 7 4 6 . 1 1 2 6 0 0 1
Re a l i z a t i o n o f a n e w VLC h y br i d l o c a t i o n a l g o r i t h m
吴志 豪 , 施 安存 , 孙 悦 , 段 靖远 , 盖轶冰 。
( 1 .中国科 学院半 导体研 究所 , 北京 1 0 0 0 8 3 ;2 . 北 京 市微 技 术研 究所 , 北京 1 0 0 0 0 6 )
摘 要 :为 了实现 移动机 器人 的 高精度 定位 , 研 究 了一 种新 型 的 可将 光 混合 定 位 算法 , 并 对该 算 法进
i n v e s ig t a t e d.F i r s t ,a c c o r d i n g t o he t a d v a n t a g e s nd a d i s a d v a n t a g e s o f t h e t r a d i i t o n a l RSS p o s i io t n a l g o it r hm a n d AOA p o s i t i o n a l g o r i t h m ,t he RSS a l g o it r hm wa s i mp r o v e d i n he t p a p e r .Us i n g he t r e l a io t ns h i p b e t we e n he t s i g n a l s t r e n g h t a n d he t a n g l e r a he t r ha t n he t d i s t nc a e ,a h y b id r p o s i t i o n i ng a l g o it r hm mo d e l wa s o b t a i n e d . The n t he p os i t i o n i n g a l g o it r h m wa s a na l yz e d t h e o r e ic t a l l y i n he t a c t u l a i mp l e me nt a i t o n p r o c e s s ma i n l y f r o m t h e a n g l e o f me a s u r e me n t i n o r d e r t o a c h i e v e t h e t a r g e t p ra a me t e r s .Th e f e a s i b i l i t y o f t h e a l g o it r h m wa s ve if r ie d b y t he e x p e im e r n t a nd t he m e a s u r e me n t d a t a wa s o b t a i ne d .F i n ll a y ,t he e x p e im e r n t a l d a t a w a s a n a l y z e d t o o b s e r v e he t p o s i t i o n i n g a c c u r a c y .Th e e x p e im e r n t a l r e s u l t s s ho w ha t t he t l o c a l i z a t i o n a c c u r a c y o f t h e p r o p o s e d e x p e ime r n t i s 6. 1 1 c m, wh i c h i s l e s s t h a n 1 0 c m .Be s i d e s ,c o mp a r e d wi h t he t o t h e r t wo k i n d s o f p o s i t i o n i n g a l g o r i t h m, he t lg a o it r h m ha d h i g h p r e c i s i o n ,l o w c o s t a n d h i gh f e a s i bi l i t y. Ke y wo r d:VLC ; m o b i l e r o b o t ; h y b r i d l o c a i t o n a l g o it r h m; h i g h p r e c i s i o n
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服这些干扰 。
种采用 白光 L E D作 为光源的光无线通信技术 , 具有发射功 率
高、 无 电磁 干 扰 、 节 约 能源 等 优 点 … 。在 实 际环 境 中 , 存 在 所示 , 其 中 D1 是一个 L E D 芯 片 和一 个 反 射
摘要 : 码分 多址( C o d e D i v i s i o nMu l t i p l e A c c e s s , C D MA) 技 术的飞行时 间( T i me — o f - F l i g h t , T O F) 测距算 法可有效克服 光干 扰 。通过模型和算法 , 把伪噪 声序 列加入 到测距信号 中, 并在接收机接 收到信号 时根据伪噪声序列对信号进行检 测 , 以 分辨 出所需的测距信号 。仿真表 明, 运用 了 C DMA技 术的飞行 时间测距 系统相对于不运用 C D MA的测距 系统在性能
mo d e l a n d a l g o i r t h ms , t h e p s e u d o — n o i s e s e q u e n c e a d d e d t o t h e r a n g i n g s i g n a l a n d a s i g n a l r e c e i v e d a t t h e r e c e i v e r p s e u d o — n o i s e s e q u e n c e a c c o r d i n g t o t h e s i g n a l d e t e c t i o n t o d i s t i n g u i s h t h e d e s i r e d r a n g i n g s i g n a 1 . S i mu l a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t t h e u s e o f CDM A t e c h n o l o g y , t h e l f i g h t t i me r a n g i n g s y s t e m a s o p p o s e d t o n o t u s e t h e CDM A r a n g i n g s y s t e m h a s a g r e a t a d v a n t a g e i n p e r f o r ma n c e . I n t h e s a me l i g h t i n t e n s i t y a n d b i t e r r o r r a t e i n t h e c a s e , r a n g i n g f r o m t h e u s e o f C DM A t e c h n o l o g y a l l o ws h a v e
Ke y wo r d s : VL C; CDM A; T OF ; Ra n g i n g a l g o r i t h m
可 见 光 通 信 技 术( Vi s i b l e L i g h t C o mm u n i c a t i o n , V L C ) 是 一
b e e n s i g n i i f c a n t l y i mp r o v e d . V e h i c l e a d j a c e n t — c h a n n e l i n t e r f e r e n c e c a u s e d b y t h e e r r o r r a t e i s g r e a t l y r e d u c e d .
2 0 1 3 年 第 8 期 ( 总第 1 3 0期)
信 息 通 信
I N FO RM AT1 0N & COM M UN I CA T1 0 NS
2 O1 3
( S u m . N o 1 a 0 )
基于 V L C的测距 算法研 究
黄 军 友
( 四川信息职业技术 学院, 四川 广 元 6 2 8 0 0 0)
Ra n g i n g a l g o r i t h m St ud y Ba s e d o n VLC
Ab s t r a c t : CDM A t e c h n o l o g y f l i g h t t i me l o c a t i o n a l g o r i t h m c a n e f f e c t i v e l y o v e r c o me t h e i n t e r f e r e n c e o f l i g h t . Th r o u g h t h e
光 干扰 ,可 采 用码 分 多 址 ( C o d e Di v i s i o n Mu l t i p l e Ac c e s s , C D MA) 技术的飞行时 问( T i me — o f - F l i g h t , T 0 F ) 测距算法来 克
上有很 大优势 。在 同一光 亮度和误码 率的情况下 , 运用 C D MA技术使得测距距 离有 了显著提 高, 相邻干扰车辆 引起的
误 码 率 大 大降 低 。
关键词 : 可视 光通 信 ; 码分 多址 ; 飞行 时间; 测距算法 中图分 类号 : T P 3 9 1 文献标识码 : A 文章编 号 : 1 6 7 3 — 1 1 3 1 ( 2 0 1 3) 0 8 — 0 0 0 9 — 0 3
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