可見光通信與室內定位技術詳解 - 可見光通信與室內定位技術詳解
三、室內定位與可見光通信技術的結合
通過上述分析,我們知道可見光通信有很寬廣的應用領域,而該技術的研究大體朝著一下幾方面進展:
1)盡可能提高通信速率,通信速率一直都是某個通信方式研究的核心問題,但該方向對信息的編碼及調制技術以及通信器件的研究要求較高,具有一定理論深度與難度;
2)提高通信的可靠性,對可見光信道的研究,該方向是可見光通信能夠實用化,解決視距傳輸及抗干擾的重要基礎研究,但同樣也具有很大的理論深度與難度;
3)根據具體應用場景拓展可見光通信的應用領域,使其朝著實用化方向發展,這也是很多商業公司的在該領域的發展方向,比如可見光的室內定位系統;這個方向能夠最快的將技術應用于現實,同時實現商業價值。
室內定位作為導航的“最后一公里”,一直是科技巨頭和研究機構的關注熱點,在這方面現有的研究方法與手段有如基于移動通信網絡的輔助 GPS(A-GPS)、偽衛星(Pseudolite)、無線局域網(WLAN)、射頻標簽(RFID)、Zigbee、藍牙(Bluetooth,BT)、超寬帶無線電(UltraWideBand,UWB)、紅外定位、光跟蹤定位、計算機視覺定位等。這些技術有些是以導航定位為專門或主要用途,例如偽衛星;有些則主要用于通信,但同時也能提供定位服務,例如無線局域網。室內定位技術主要有手機基站、RFID、Zigbee、藍牙、紅外、WiFi等技術,因其定位技術各自的局限性,限制了他們大規模的推廣應用,特別是必須單獨部署一套定位網絡,成本高。
不同定位技術精度對比如上圖,從圖上看,能夠滿足米級定位精度的定位技術,從規模上推廣角度來看由易到難,依次為 LED、Wi-Fi、RFID、ZiBee、超聲波、藍牙、計算機視覺、激光、超寬帶等。最熱門的室內定位技術是基于WiFi,它的優勢是WiFi的廣泛分布,同時各種智能終端如手機都具有WiFi模塊,自然而然,結合WiFi來做定位在上網的同時解決了定位問題,很有現實意義,但WiFi的缺點是其精度不高,在10m級別,可以通過位置指紋庫來提高這一精度,但位置指紋庫的構建需要地圖構建初期采集大量的信息,同時該方法的可移植性也比較差。
LED 定位系統通過天花板上的 LED 燈實現,燈光發出高頻閃爍信號,接收端一種是通過PD接收,其優點是動態范圍大,能夠實現很高速率的通信,另一種是通過CMOS攝像頭接收,圖像處理的方法獲取數據,但其缺點是圖像處理耗時大,實時性差,但卻是目前智能手機實現可見光定位的最佳手段;通過LED的定位,在算法上主要是一種廣告牌(路標)算法,也即是當接收機收到該LED的ID信息就近似判定其在該燈的光照范圍內,精度取決于LED的排列方式及密度。如果要實現更高的精度就要相應的在信號處理上下更大功夫。
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( 發表人:彭菁 )