● 摘要
随着社会和人们的物质生活丰富的进展，人们的日常生活中逐渐出现了大型超市、大型购物中心、大型停车场、大型室内娱乐场等大型室内场所，人们开始提出对室内定位与导航的需求，以方便在这种大型的室内场所里定位自己的位置并且导航到自己所感兴趣的区域，同时由于智能手机普及，人们希望不增加外部设备的情况下，只使用自己的智能手机便能实现室内定位与导航来满足智能化、便捷服务的需求。对商家来说，也希望通过室内定位吸引顾客，提供便于顾客的服务，并且希望不增加太大的投入，不需要对现有场所进行大规模的重新部署的室内定位方案。
在这种情况下，亟需一种新型的室内定位方法，它要求环保、低成本、低功耗、定位精度高、易于安装、不需要重新部署和易于扩展，同时可以使用智能手机进行定位与导航。
本文提出了基于可见光信标的室内定位方案，并论述了其原型系统的设计与实现的过程。利用可见光信标、航位推算和低功耗蓝牙传输技术实现室内定位，既满足了照明的要求，又提高了定位的精度，也降低了功耗和成本，满足了可扩展性和无需重新部署的要求。通过该系统的实施，解决了大型购物中心等大型室内场所的室内定位与导航的问题。在本文所讨论的系统中，重点讨论了我所负责的LED可见光信标以及可见光接收器的设计和航位推测算法。
本文设计的基于可见光信标的室内定位原型系统，具有成本低、功耗低、调制解调算法简单等优点。实验数据表明，该系统具有较好的性能，使用光学天线可以明显减小误码率并增大可见光通信的传输距离，该室内原型系统定位最小所需时间为76ms，当LED可见光信标高度为2米时，信标的定位精度约为20cm，而整个系统的定位精度约为1米。