基于发光二极管与图像传感器的可见光三维定位系统

Abstract

随着物联网的快速发展，智能设备需要高精度、实时的定位服务。为了解决现有可见光定位技术中存在的只能实现二维定位、系统复杂、定位精度低、定位时间长的问题，本文提出了一种基于两个发光二极管（LED）和图像传感器的可见光三维定位系统。首先结合针孔成像模型和畸变模型建立了仿真模型。然后提出了一种基于二分及双指针的条纹搜索算法来快速确定LED在图像上的位置。最后利用LED在图像上所成像的几何特征实现三维定位。经计算，系统在100 cm×100 cm×300 cm的空间内，仿真实验的平均定位误差为0.79 cm；实物实验的平均定位误差为5.61 cm，平均定位时间为64.13 ms。此外，与线性法的条纹搜索方法相比，提出的条纹搜索算法的时间性能提升了70.06%。因此，该定位系统能提供良好的三维定位服务。