1物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論IntroductiontoInternetofThings定位技術(shù)#3BABA6#2C71B62內(nèi)容回顧前一章介紹了識別技術(shù)的基本概念和典型應(yīng)用，討論了智能卡，條形碼技術(shù)和RFID技術(shù)的歷史發(fā)展，工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)。并描述了這類技術(shù)在生產(chǎn)生活方方面面的應(yīng)用和未來發(fā)展趨勢。為什么需要定位3基于位置的服務(wù)位置信息與我們的生活息息相關(guān)地圖與導(dǎo)航百度地圖搜索周邊服務(wù)信息大眾點(diǎn)評基于位置的社交網(wǎng)絡(luò)微信位置信息4所在的地理位置（空間坐標(biāo)）位置信息不是單純的“位置”處在該位置的時間（時間坐標(biāo)）處在該位置的對象（身份信息）因地制宜提供所在地附近的服務(wù)見機(jī)行事提供時效性更佳的服務(wù)因人而異提供個性化的定制服務(wù)5本章內(nèi)容3.1定位方法3.2可定位性3.3室外定位系統(tǒng)3.4室內(nèi)定位系統(tǒng)3.5物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)的挑戰(zhàn)和前景定位方法定位的關(guān)鍵兩個步驟測量物理量6常見定位方法根據(jù)物理量確定目標(biāo)位置基于距離（時間）的定位（TimeofArrival,ToA）基于距離（時間）差的定位（TimeDifferenceofArrival,TDoA）基于信號特征的定位（ReceivedSignalStrength,RSS）基于到達(dá)角的定位（angleofarrival，AoA）有一個或多個已知坐標(biāo)的參考點(diǎn)測量待定物體與已知參考點(diǎn)的空間關(guān)系基于距離的定位（ToA）距離d=波速v*傳播時間Δt傳播時間Δt=收到時刻t–發(fā)出時刻t0距離測量方法接收端如何得知t0？7問題基于距離的定位（ToA）8發(fā)送端同時發(fā)送一道電磁波和聲波接收端記錄方法1：利用波速差電磁波到達(dá)時刻聲波到達(dá)時刻距離由于遠(yuǎn)大于，上式可簡化為基于距離的定位（ToA）9發(fā)送端于時刻發(fā)送波接收端收到波后，等待時間后返回同樣的波發(fā)送端記錄收到回復(fù)的時間方法2：測量波的往返時間距離基于距離的定位（ToA）10平面上定位，取三個參考點(diǎn)以每個參考點(diǎn)為圓心，到該參考點(diǎn)的距離為半徑畫圓，目標(biāo)必在圓上平面上三個圓交于一點(diǎn)實(shí)際中取用超過三個參考點(diǎn)，用最小二乘法減少誤差位置計算方法：多邊測量（也稱多點(diǎn)測量）基于距離差的定位（TDoA）11需要參考點(diǎn)和測量目標(biāo)時鐘同步ToA的局限不需要參考點(diǎn)和測量目標(biāo)時鐘同步參考點(diǎn)之間仍然需要時鐘同步TDoA時鐘同步原理圖基于距離差的定位（TDoA）12測量目標(biāo)廣播信號參考點(diǎn)i，j分別記錄信號接收到的時刻測量目標(biāo)到i，j的距離差距離差測距方法至少兩組數(shù)據(jù)聯(lián)立方程求解實(shí)際采用多組數(shù)據(jù)最小二乘法求解每次測量結(jié)果位置計算方法參考點(diǎn)坐標(biāo)到參考點(diǎn)的距離構(gòu)建方程：基于信號強(qiáng)度測距的定位13ToA和TDoA都需要接收端特殊裝置基于信號強(qiáng)度測距的定位直接利用無線通信的射頻信號定位，不需要額外設(shè)備原理：信號強(qiáng)度隨傳播距離衰減問題：理想公式實(shí)際難以應(yīng)用基于信號特征的定位14將信號強(qiáng)度特征看做“指紋”預(yù)先布置N個參考節(jié)點(diǎn)測出信號強(qiáng)度，得到N維向量事先測出每個位置的特征向量“指紋”將目標(biāo)測出的特征向量和數(shù)據(jù)庫比對找出最相似指紋對應(yīng)的位置解決方法不能應(yīng)對動態(tài)變化缺點(diǎn)WiFi信號強(qiáng)度基于信號特征的定位15右圖以雷達(dá)圖的形式呈現(xiàn)了空間中某個位置上的RSS特征向量在這個位置上可以掃描到一系列Wi-FiAP，強(qiáng)弱不一定位時根據(jù)當(dāng)前位置的無線信號指紋，在數(shù)據(jù)庫中尋找最相似的基于信號特征的定位16布置RFID標(biāo)簽作為參考標(biāo)志記錄RSS信號強(qiáng)度特征向量比對特征向量進(jìn)行確定位置LANDMARC：基于信號特征的動態(tài)定位方法關(guān)聯(lián)RSS數(shù)據(jù)形成高維指紋空間樓層平面圖變換為無應(yīng)力平面圖進(jìn)行空間映射和指紋匹配無需用戶主動參與LiFS：基于群智感知的非現(xiàn)場勘測定位LiFS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖基于到達(dá)角的定位（AoA）17通過接收信號計算出信號到達(dá)的角度，基于多個接收者的多個到達(dá)角度計算出目標(biāo)的位置在一個天線陣列上排布了多個規(guī)則放置的天線基于在不同天線上收到的信號，能夠?qū)嶋H測量出Δt計算出到達(dá)角α，即目標(biāo)到達(dá)天線的角度在有多個天線陣列時，多個角度的交點(diǎn)就是目標(biāo)的位置18本章內(nèi)容3.1定位方法3.2可定位性3.3室外定位系統(tǒng)3.4室內(nèi)定位系統(tǒng)3.5物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)的挑戰(zhàn)和前景可定位性問題19網(wǎng)絡(luò)可定位即網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)可定位如何判斷某個節(jié)點(diǎn)是否可以被定位?當(dāng)一個網(wǎng)絡(luò)中僅有少量已知位置的信標(biāo)點(diǎn)，推算其他節(jié)點(diǎn)的位置是NP-hard可定位性問題也是網(wǎng)絡(luò)管理和操作的重要基礎(chǔ)可定位性問題是定位的重要基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)管理、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署、移動遷移管理、電源事務(wù)調(diào)度和路由轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制都與可定位性緊密相關(guān)網(wǎng)絡(luò)可定位性20判斷一個網(wǎng)絡(luò)是不是可定位就是判斷對應(yīng)的圖G是不是存在滿足距離約束和I的唯一實(shí)現(xiàn)一個網(wǎng)絡(luò)可以被唯一定位的充要條件是：該網(wǎng)絡(luò)所對應(yīng)的距離圖是全局剛性的，且該網(wǎng)絡(luò)至少包含三個已知位置的節(jié)點(diǎn)圖的變形與可定位性節(jié)點(diǎn)可定位性21節(jié)點(diǎn)可定位性問題具有更大的適用范圍和可操作性給定網(wǎng)絡(luò)配置，如何判斷某個節(jié)點(diǎn)是否可定位？網(wǎng)絡(luò)中有多少節(jié)點(diǎn)是可定位的？如何找出這些節(jié)點(diǎn)？必要條件：如果一個節(jié)點(diǎn)是可定位的，那么它至少能夠通過三條不相交的路徑與三個已知位置節(jié)點(diǎn)相連接充分條件：找到網(wǎng)絡(luò)距離圖的全局剛性子圖并引入隱藏邊用節(jié)點(diǎn)可定位性改進(jìn)過的方法分為兩個階段：數(shù)據(jù)預(yù)處理階段和定位計算階段可定位性測試協(xié)助網(wǎng)絡(luò)部署22本章內(nèi)容3.1定位方法3.2可定位性3.3室外定位系統(tǒng)3.4室內(nèi)定位系統(tǒng)3.5物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)的挑戰(zhàn)和前景現(xiàn)存主流定位系統(tǒng)23衛(wèi)星定位室外定位系統(tǒng)GPS北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)蜂窩基站定位室內(nèi)定位系統(tǒng)RFID定位聲音信號定位可見光信號定位衛(wèi)星定位24美國：GPS（globalpositioningsystem）俄羅斯：GLONASS歐盟：伽利略（Galileosatellitenavigationsystem）中國：北斗（BeiDounavigationsatellitesystem，BDS）各國的衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS是目前世界上最常用的衛(wèi)星定位系統(tǒng)25起源與發(fā)展美國國防部開始GPS計劃2005正式開始發(fā)射GPS工作衛(wèi)星2009衛(wèi)星組網(wǎng)完成，投入使用2009197319891994里根承諾將來對民間開放使用1983克林頓下令取消軍用/民用定位精度的差別2000GPS：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2624顆工作衛(wèi)星宇宙空間部分1個主控中心（另有1個備用）4個專用地面天線6個專用監(jiān)視站地面監(jiān)控部分（全部在美國境內(nèi)）GPS接收機(jī)（一個和衛(wèi)星通信的專用天線、用于位置計算的處理器以及一個高精度的時鐘）用戶設(shè)備部分GPS：定位原理27GPS：主要優(yōu)缺點(diǎn)28優(yōu)點(diǎn)精度高全球覆蓋，可用于險惡環(huán)境啟動時間長（初次定位需搜索幾分鐘）室內(nèi)信號差（電磁遮蔽的效應(yīng)）需要GPS接收機(jī)缺點(diǎn)A-GPS（AssistedGPS）29GPS定位和蜂窩基站定位的結(jié)合體利用基站定位確定大致范圍連接網(wǎng)絡(luò)查詢當(dāng)前位置可見衛(wèi)星大大縮短搜索衛(wèi)星的時間（幾秒）當(dāng)前手機(jī)基本都采用A-GPSGPS典型應(yīng)用：汽車導(dǎo)航30最初僅能提供位置和周邊地圖第二代汽車導(dǎo)航系統(tǒng)可根據(jù)目的地自動計算“最短”路線互聯(lián)網(wǎng)時代，汽車導(dǎo)航可從交管部門取得路況咨詢，優(yōu)化路線，找出“最快”路線物聯(lián)網(wǎng)時代，感知更透徹綜合道路狀況等各種因素找出最佳路線由“以路為本”轉(zhuǎn)變到“以人為本”北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)31空間部分：5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星地面部分：主控站、注入站和監(jiān)測站等40多個地面站用戶部分：成千上萬的北斗用戶及其他兼容的終端北斗比GPS多出11顆衛(wèi)星北斗1號：雙星有源定位試驗(yàn)系統(tǒng)北斗2號：亞太區(qū)域無源導(dǎo)航系統(tǒng)北斗3號：覆蓋全球的無源衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)獨(dú)門絕技32星間鏈路技術(shù)：將衛(wèi)星與衛(wèi)星、衛(wèi)星與地面站均有機(jī)聯(lián)系起來，極大提升了安全性和定位精度提供有源和無源兩種定位服務(wù)：而GPS只提供無源。有源定位能實(shí)現(xiàn)地面快速定位，容易指揮調(diào)度短報文功能：衛(wèi)星定位終端和衛(wèi)星或北斗地面服務(wù)站之間能夠通過衛(wèi)星進(jìn)行雙向信息傳輸，GPS只能單向已有120多個國家和地區(qū)使用蜂窩基站定位33通訊區(qū)域被分割成蜂窩小區(qū)每個小區(qū)對應(yīng)一個通訊基站通訊設(shè)備連接小區(qū)對應(yīng)基站進(jìn)行通訊GSM蜂窩網(wǎng)絡(luò)對通訊設(shè)備進(jìn)行定位利用基站位置已知的條件單基站定位法34將移動設(shè)備所屬基站的位置視為移動設(shè)備的位置精度直接取決于基站覆蓋的范圍基站分布疏松地區(qū)，一個基站覆蓋范圍半徑可達(dá)數(shù)公里，誤差巨大COO定位（CellofOrigin）優(yōu)點(diǎn)簡單（只需要連接一個基站）快速（2-3s完成）適用緊急情況（野外登山迷路，緊急電話報警）多基站定位法35測量無線信號傳播時間，用信號到達(dá)不同基站的時間差來建立方程組求解位置，通過時間差抵消時鐘不同步帶來的誤差需要三個基站才能定位，稀疏地區(qū)可能只能收到兩個基站的信號，不適用ToA/TDoA定位法測量無線信號傳播方向需要兩個基站即可天線陣列價格不菲AoA定位法蜂窩基站定位：主要優(yōu)缺點(diǎn)36優(yōu)點(diǎn)不需要GPS接收機(jī)，可通訊即可定位啟動速度快信號穿透能力強(qiáng)，室內(nèi)亦可接收到定位精度相對較低基站需要有專門硬件，造價昂貴缺點(diǎn)典型應(yīng)用：緊急電話定位37撥打報警電話時，根據(jù)基站定位出手機(jī)位置，自動接到最近警局綜合了各種定位技術(shù)，包括ToA，TDoA，AoA，RSS，A-GPS使用時嘗試各種定位方法，擇優(yōu)而用美國E-911系統(tǒng)38本章內(nèi)容3.1定位方法3.2可定位性3.3室外定位系統(tǒng)3.4室內(nèi)定位系統(tǒng)3.5物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)的挑戰(zhàn)和前景室內(nèi)定位系統(tǒng)39GPS、北斗以及蜂窩定位等系統(tǒng)在空曠的室外場景下定位表現(xiàn)非常好由于建筑物的遮擋，這些定位系統(tǒng)在室內(nèi)無法獲得足夠的信號強(qiáng)度，因而無法提供精準(zhǔn)的室內(nèi)定位服務(wù)用于室內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)定位典型技術(shù)RFID定位聲音信號定位可見光信號定位RFID定位：RSS40RFID通過標(biāo)簽反射的無線電信號實(shí)現(xiàn)對識別讀寫無須建立機(jī)械或者光學(xué)接觸越來越多的物體上部署定位背景：接收信號強(qiáng)度RSS隨著距離的增加而衰減LANDMARC最早的非測距無線定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信號強(qiáng)度分布與環(huán)境高度相關(guān)提出在線定位模式，誤差在1m左右定位原理LANDMARC場景示意圖RFID定位：相位41信號從閱讀器發(fā)送，經(jīng)過標(biāo)簽反射，又被閱讀器接收相位值與信號傳播的距離d有關(guān)，信號每傳播一個波長λ的距離，相位變化2π最終相位值受到閱讀器信號發(fā)射器、接收器電路的物理特性與標(biāo)簽自身的反射特性的影響基于相位的定位模型RFID差分增強(qiáng)全息圖42差分增強(qiáng)全息圖（DAH）精度達(dá)到毫米級，精度最高細(xì)粒度劃分環(huán)境空間采集目標(biāo)標(biāo)簽的相位值構(gòu)造空間全息圖尋找概率最大的位置差分增強(qiáng)全息圖RFID差分增強(qiáng)全息圖43RFID定位精度演進(jìn)發(fā)展趨勢：高靈敏度、非入侵、多模態(tài)44在一些應(yīng)用中如圖書館書籍排序管理、倉庫貨物管理等，人們更關(guān)注一組標(biāo)簽之間的相對順序，而無須知道它們的絕對位置從絕對定位到相對定位標(biāo)簽的相位值會隨著距離變化先增大后減小通過相位曲線峰值出現(xiàn)的先后順序推斷相對位置關(guān)系可以在圖書館中實(shí)現(xiàn)智能圖書排序STPP提出一種基于相位值的標(biāo)簽排序算法STPP算法示意圖發(fā)展趨勢：高靈敏度、非入侵、多模態(tài)45為了提升便利性和用戶友好性，利用環(huán)境中原本的無線信號實(shí)現(xiàn)非接觸式、被動式的感知從設(shè)備綁定到非綁定在墻外部署一組標(biāo)簽形成天線陣列分離和提取物體運(yùn)動造成的信道變化結(jié)合隱馬爾可夫模型實(shí)現(xiàn)軌跡追蹤在隔墻條件下實(shí)現(xiàn)精確追蹤Tadar將定位范圍延伸到隔墻定位移動物體Tadar算法示意圖發(fā)展趨勢：高靈敏度、非入侵、多模態(tài)46將RFID與移動機(jī)器人、無人機(jī)、計算機(jī)視覺、SLAM等融合不同模態(tài)數(shù)據(jù)優(yōu)勢互補(bǔ)，提取更加豐富的特征提升定位精度和魯棒性，拓展更多的智能化、自動化應(yīng)用從單模態(tài)到交叉融合RFID采集相位，視覺進(jìn)行細(xì)粒度檢測和追蹤融合數(shù)據(jù)計算匹配度來衡量其攜帶目標(biāo)標(biāo)簽的可能性硬件開銷小，追蹤精度高TagVision將計算機(jī)視覺技術(shù)結(jié)合到RFID系統(tǒng)上TagVision算法模型圖發(fā)展趨勢：高靈敏度、非入侵、多模態(tài)47早期主要使用基礎(chǔ)的感知模型后來機(jī)器學(xué)習(xí)方法提高性能近年來，以卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的深度學(xué)習(xí)技術(shù)彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的弊端，提高了定位系統(tǒng)的精度和魯棒性但需要大量被標(biāo)記的數(shù)據(jù)并具有不可解釋性等從基礎(chǔ)模型到高級算法深度學(xué)習(xí)定位模型示意圖發(fā)展趨勢：高靈敏度、非入侵、多模態(tài)48RFID商用設(shè)備在帶寬、穩(wěn)定性，精度和魯棒性方面存在問題通用軟件無線電外設(shè)（universalsoftwareradioperipheral，USRP）等專用設(shè)備可以獲得更高分辨率的信息，從而提取更穩(wěn)定的無線信號特征，實(shí)現(xiàn)更加普適性的高精度定位專用設(shè)備的研究也有利于RFID通信協(xié)議的改進(jìn)與開發(fā)，從根本上提升RFID系統(tǒng)的性能，但部署與開發(fā)成本高，難以普及從商用設(shè)備到專用設(shè)備RFIDUSRP聲音信號定位49智能設(shè)備普遍配有揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)，可以發(fā)送和接收聲波信號聲音信號的傳播速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電磁波信號，估算信號飛行時間（timeofflight，ToF）更準(zhǔn)確聲音信號的采樣頻率也更低。一般手機(jī)為48kHz，處理開銷更小，時延更低，更適合算力有限的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聲音定位類型50定位目標(biāo)本身發(fā)出聲音或者接收聲音對發(fā)聲設(shè)備或聲音接收設(shè)備的空間位置進(jìn)行估計基于設(shè)備的定位（device-based）定位目標(biāo)本身不發(fā)出或者接收聲音借助人體或物體對聲音信號的反射估計反射物的位置反射物如手掌，手指，心臟等與設(shè)備無關(guān)的定位（device-free）基于聲音相位的目標(biāo)追蹤技術(shù)聲音定位技術(shù)（TDoA）51需要用到4個聲源定位誤差控制在幾十厘米范圍內(nèi)通過計算TDoA解決發(fā)送端和接收端時鐘不同步問題基于到達(dá)時間差（TDoA）TDoA算法示意圖聲音定位技術(shù)（FMCW）52可以將對ToF的測量轉(zhuǎn)換為對信號頻率差異的測量通過持續(xù)測量聲音設(shè)備到多個已知位置設(shè)備的距離變化量，可以實(shí)現(xiàn)對聲音設(shè)備位置的追蹤當(dāng)設(shè)置多個FMCW發(fā)送和接收設(shè)備時，即可實(shí)現(xiàn)對反射物體的定位，即與設(shè)備無關(guān)的定位基于調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）FMCW信號圖聲音定位技術(shù)（多普勒）53當(dāng)波源與觀察者存在相對運(yùn)動時，觀察者接收到的波的頻率與波源發(fā)出的頻率不同，且跟相對速度有關(guān)利用短時傅里葉變換，分別對原始發(fā)送的信號和接收信號進(jìn)行頻譜分析，即可計算出頻率的變化A.A.Mouse在位置固定的設(shè)備上播放聲音信號，通過移動設(shè)備接收聲音并測量頻率變化情況，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動軌跡的追蹤基于多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)遠(yuǎn)離聲源頻率減小靠近聲源頻率增加聲音定位技術(shù)（相位偏移）54聲音信號的相位特征也與傳播路徑長度密切相關(guān)接收端收到的信號與聲源處的發(fā)送信號之間相位差為通過持續(xù)測量信號相位，計算相鄰兩次測量之間的相位變化，可以計算出相鄰兩次測量時接收端與聲源之間距離的變化量Vernier結(jié)合游標(biāo)卡尺的原理，計算得到精準(zhǔn)的相位變化信息，在移動設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了毫米級別的實(shí)時設(shè)備追蹤基于相位偏移接收信號與聲源信號間存在相位差聲音定位優(yōu)缺點(diǎn)55優(yōu)點(diǎn)只需要揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)等簡單硬件對設(shè)備計算能力要求不高聲音信號在空氣中的衰減嚴(yán)重覆蓋范圍非常有限（如2～3m）與設(shè)備無關(guān)的定位方法基于反射信號，強(qiáng)度衰減更大，其有效工作范圍更小。缺點(diǎn)可見光信號定位56物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以對可見光進(jìn)行控制，如控制LED使可見光信號特征與空間位置信息產(chǎn)生對應(yīng)關(guān)系光強(qiáng)傳感器、光電二極管或相機(jī)等采集特征分析光信號中攜帶的信息來推斷接收端位置或朝向從而實(shí)現(xiàn)定位、追蹤和姿態(tài)感知物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以對可見光進(jìn)行控制，如控制LED使可見光信號特征與空間位置信息產(chǎn)生對應(yīng)關(guān)系光強(qiáng)傳感器、光電二極管或相機(jī)等采集特征分析光信號中攜帶的信息來推斷接收端位置或朝向從而實(shí)現(xiàn)定位、追蹤和姿態(tài)感知光的偏振571801年托馬斯·楊進(jìn)行了著名的楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)光的偏振（polarization）是光的橫波重要性質(zhì)自然光在通過作為起偏器的偏振片后，只剩下了特定振動方向的光線。穿過起偏器的光的震動只沿著單獨(dú)的一個方向，這種光被稱為“偏振光”液晶顯示器與偏振方向58液晶顯示器（liquidcrystaldisplay，LCD）是常見的用于改變光線偏振方向的器件改變電壓就可以控制發(fā)射光線的偏振方向在接收端的光強(qiáng)傳感器前加上一層偏振片，根據(jù)穿過偏振片的光線強(qiáng)度來判斷偏振方向LCD對偏振光的扭轉(zhuǎn)效果及使用偏振片檢測光線偏振方向CELLI偏振光掃描定位原理59CELLI先水平條帶掃描，再豎直掃描控制條帶上的偏振光與接收端透振方向垂直當(dāng)條帶掃描經(jīng)過接收端時會檢測到光線強(qiáng)度降低接收端根據(jù)兩次條帶掃過的時間來計算自身所在的位置CELLI使用偏振光掃描定位的原理可見光空間特征定位60SmartLight通過使用一個閃爍的LED陣列和一個凸透鏡向空間中投射帶有閃爍頻率信息的可見光信號，實(shí)現(xiàn)利用可見光空間特征對接收端的定位SmartLight定位原理示意圖可見光空間特征定位61Pulsar借助LED燈和熒光燈等光源自身固有的閃爍頻率特征來識別光源身份的方法利用光電二極管接收光源信號并測量光源頻率，基于頻率信息識別光源身份借助光線入射方向和光電二極管采集到的光強(qiáng)之間的關(guān)系，反推出光線的到達(dá)角?；贏oA對接收端定位Pulsar定位系統(tǒng)架構(gòu)圖

基于可見光空間分布特征62RainbowLight實(shí)現(xiàn)在單個光源下對移動設(shè)備的三維定位在單個光源前部署多個顯色偏振膜片用相機(jī)捕捉到的多個顯色偏振膜片的顏色信息得到相機(jī)到各個膜片的觀察角度RainbowLight顯色與方向的對應(yīng)關(guān)系和系統(tǒng)示意圖基于相機(jī)成像幾何關(guān)系63光沿直線傳播：物點(diǎn)、相機(jī)光心和像點(diǎn)位于同一直線上當(dāng)已知參數(shù)的相機(jī)拍攝到多個已知空間位置的物點(diǎn)，利用幾何關(guān)系約束可以得到相機(jī)位置借助用于SLAM的視覺標(biāo)簽，計算得到相機(jī)與標(biāo)簽之間的相對位置，可以反推出標(biāo)簽在空間中的位置相機(jī)成像模型可見光定位應(yīng)用示例64Luxpose和PIXEL為每個光源編碼身份ID，在相機(jī)同時拍到3個以上光源時，計算出光源在照片中的像素位置，得到相機(jī)的位置和朝向LiTell和iLAMP提出利用光源自身的閃爍頻率或發(fā)光模式特征來對區(qū)分，降低改造電路的部署成本