智能交通中可见光车辆定位技术研究
发布时间：2022-08-13 11:39
随着发光二极管的迅速发展,高发光率、低功耗、长寿命、低成本的LED光源广泛应用于家居照明、交通指示,广告显示等领域。在智能交通领域,基于LED的可见光定位技术能够利用现有交通信号灯、路灯等道路基础设施,实现行驶车辆的准确定位,且具有绿色环保、方便快捷等优点。在智能交通领域极具发展潜力和研究价值。本文从以下几个方面对室外智能交通中可见光定位技术进行了研究:1.介绍了智能交通系统中LED交通灯的特性、发光原理及光电探测器的选择。结合室外环境建立室外可见光信号传输模型,仿真分析了室外LED交通灯的光功率分布及信噪比性能。2.针对室外复杂的信道环境,建立了 LED交通灯的信号传输模型,讨论了接收角度和机动车道路宽度对LED交通灯信号传输特性的影响,仿真分析了不同天气下LED交通灯的信号传输衰减,定量给出了基于室外LED交通灯车辆定位时的工作区间。3.研究了基于接收信号强度（RSS）、到达时间差（TDOA）、到达时间（TOA）和接收信号角度（AOA）等参数的定位算法;建立了城市道路交通系统的机动车辆定位模型,结合互相关检测算法,研究了 TDOA算法到达时间差的参数估计;针对TDOA算法中的非线性...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 室外可见光通信研究现状
1.2.2 可见光定位研究现状
1.3 室外可见光定位技术存在的问题
1.4 主要研究内容和章节安排
2 智能交通中的可见光定位
2.1 LED在智能交通中的应用
2.1.1 主要应用场景
2.1.2 LED交通灯的优点
2.1.3 LED交通灯发光原理
2.1.4 LED交通灯的电特性
2.2 光电探测器
2.3 室外可见光信号传输模型
2.3.1 可见光信息传输原理
2.3.2 可见光传输链路模型
2.3.3 室外信道噪声
2.4 室外可见光定位系统性能评价
2.4.1 工作区评价标准
2.4.2 定位性能评价标准
2.5 本章小结
3 典型天气下LED交通灯传输衰减和信噪比分析
3.1 机动车信号灯与车辆间的通信
3.1.1 机动车信号灯通信模型
3.1.2 仿真分析
3.2 人行横道信号灯与车辆间的通信
3.2.1 人行横道信号通信模型
3.2.2 仿真分析
3.3 大气信道对可见光传输的衰减
3.3.1 大气信道中的吸收和散射效应
3.3.2 不同天气对LED交通灯传输的衰减
3.3.3 仿真分析
3.4 典型天气条件下接收端信噪比分析
3.4.1 雨天信噪比分析
3.4.2 雾天信噪比分析
3.4.3 雪天信噪比分析
3.5 本章小结
4 室外可见光定位算法分析
4.1 几种常用的可见光定位算法
4.1.1 RSS定位算法
4.1.2 AOA定位算法
4.1.3 TOA定位算法
4.1.4 TDOA定位算法
4.2 LED交通灯定位系统模型
4.3 Chan算法
4.4 TDOA定位算法的参数估计
4.5 仿真分析
4.6 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Chan-Taylor联合算法的低空无人机时差定位研究[J]. 罗正华,雷林,周方均,李霞. 成都大学学报(自然科学版). 2019(04)
[2]一种基于TOA和RSS混合的室内定位算法[J]. 杨超超,陈建辉,刘德亮,方正. 激光杂志. 2019(10)
[3]基于TDOA/AOA混合的高精度室内可见光定位算法[J]. 王旭东,董文杰,吴楠. 系统工程与电子技术. 2019(10)
[4]基于聚类和TDOA的无线基站定位算法研究[J]. 方焕阳,李烨. 通信技术. 2019(02)
[5]基于Fang算法的TDOA室内定位技术[J]. 陈思翰. 太赫兹科学与电子信息学报. 2017(05)
[6]LED交通灯的光通信系统信道建模与分析[J]. 秦岭,郝雅楠,杜永兴,巨永锋. 大气与环境光学学报. 2017(03)
[7]天空背景光对空间激光通信系统的影响[J]. 范新坤,张磊,佟首峰,宋延嵩,江伦. 激光与光电子学进展. 2017(07)
[8]大气湍流尺度对部分相干光传输特性的影响[J]. 柯熙政,薛瑶. 光子学报. 2017(01)
[9]强背景光下可见光大气湍流信道建模及分集接收技术[J]. 赵嘉琦,许银帆,李洁慧,王一光,迟楠. 光学学报. 2016(03)
[10]基于距离加权的室内可见光定位算法[J]. 胡晴晴,王旭东,吴楠. 光电工程. 2015(05)
博士论文
[1]基于成像传感器的可见光定位理论与技术研究[D]. 赵响.西安电子科技大学 2017
硕士论文
[1]湍流大气影响下可见光传播特性及对交通系统通信性能影响研究[D]. 郭力达.西安电子科技大学 2019
[2]面向智能交通的高速可见光通信技术研究[D]. 毛焰烽.中国科学技术大学 2018
[3]室外可见光通信在大气信道中的性能研究[D]. 梁利强.长安大学 2018
[4]RSS及混合室内可见光定位算法研究[D]. 陈艺灵.大连海事大学 2016
[5]室内可见光定位技术研究与实现[D]. 张靖婷.大连海事大学 2016
本文编号：3676963
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 室外可见光通信研究现状
1.2.2 可见光定位研究现状
1.3 室外可见光定位技术存在的问题
1.4 主要研究内容和章节安排
2 智能交通中的可见光定位
2.1 LED在智能交通中的应用
2.1.1 主要应用场景
2.1.2 LED交通灯的优点
2.1.3 LED交通灯发光原理
2.1.4 LED交通灯的电特性
2.2 光电探测器
2.3 室外可见光信号传输模型
2.3.1 可见光信息传输原理
2.3.2 可见光传输链路模型
2.3.3 室外信道噪声
2.4 室外可见光定位系统性能评价
2.4.1 工作区评价标准
2.4.2 定位性能评价标准
2.5 本章小结
3 典型天气下LED交通灯传输衰减和信噪比分析
3.1 机动车信号灯与车辆间的通信
3.1.1 机动车信号灯通信模型
3.1.2 仿真分析
3.2 人行横道信号灯与车辆间的通信
3.2.1 人行横道信号通信模型
3.2.2 仿真分析
3.3 大气信道对可见光传输的衰减
3.3.1 大气信道中的吸收和散射效应
3.3.2 不同天气对LED交通灯传输的衰减
3.3.3 仿真分析
3.4 典型天气条件下接收端信噪比分析
3.4.1 雨天信噪比分析
3.4.2 雾天信噪比分析
3.4.3 雪天信噪比分析
3.5 本章小结
4 室外可见光定位算法分析
4.1 几种常用的可见光定位算法
4.1.1 RSS定位算法
4.1.2 AOA定位算法
4.1.3 TOA定位算法
4.1.4 TDOA定位算法
4.2 LED交通灯定位系统模型
4.3 Chan算法
4.4 TDOA定位算法的参数估计
4.5 仿真分析
4.6 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Chan-Taylor联合算法的低空无人机时差定位研究[J]. 罗正华,雷林,周方均,李霞. 成都大学学报(自然科学版). 2019(04)
[2]一种基于TOA和RSS混合的室内定位算法[J]. 杨超超,陈建辉,刘德亮,方正. 激光杂志. 2019(10)
[3]基于TDOA/AOA混合的高精度室内可见光定位算法[J]. 王旭东,董文杰,吴楠. 系统工程与电子技术. 2019(10)
[4]基于聚类和TDOA的无线基站定位算法研究[J]. 方焕阳,李烨. 通信技术. 2019(02)
[5]基于Fang算法的TDOA室内定位技术[J]. 陈思翰. 太赫兹科学与电子信息学报. 2017(05)
[6]LED交通灯的光通信系统信道建模与分析[J]. 秦岭,郝雅楠,杜永兴,巨永锋. 大气与环境光学学报. 2017(03)
[7]天空背景光对空间激光通信系统的影响[J]. 范新坤,张磊,佟首峰,宋延嵩,江伦. 激光与光电子学进展. 2017(07)
[8]大气湍流尺度对部分相干光传输特性的影响[J]. 柯熙政,薛瑶. 光子学报. 2017(01)
[9]强背景光下可见光大气湍流信道建模及分集接收技术[J]. 赵嘉琦,许银帆,李洁慧,王一光,迟楠. 光学学报. 2016(03)
[10]基于距离加权的室内可见光定位算法[J]. 胡晴晴,王旭东,吴楠. 光电工程. 2015(05)
博士论文
[1]基于成像传感器的可见光定位理论与技术研究[D]. 赵响.西安电子科技大学 2017
硕士论文
[1]湍流大气影响下可见光传播特性及对交通系统通信性能影响研究[D]. 郭力达.西安电子科技大学 2019
[2]面向智能交通的高速可见光通信技术研究[D]. 毛焰烽.中国科学技术大学 2018
[3]室外可见光通信在大气信道中的性能研究[D]. 梁利强.长安大学 2018
[4]RSS及混合室内可见光定位算法研究[D]. 陈艺灵.大连海事大学 2016
[5]室内可见光定位技术研究与实现[D]. 张靖婷.大连海事大学 2016
本文编号：3676963
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