基于神经网络的多朝向LED可见光定位

李庆香1， 刘海艳1， 陈艺辉1， 程亿1， 罗倩倩1， 李正鹏1，2 （1湖北文理学院物理与电子工程学院；2应急通信技术与系统湖北省工程研究中心）

摘要：为改善基于传统定位算法的多朝向LED 可见光定位（MD-VLP）系统的定位性能，提出一种基于接收信号强度比率值（RSSR）的神经网络方法。此方法采用单个光电检测器（PD）接收来自同一位置的多个不同朝向的LED光强，继而将RSSR 代入人工神经网络模型来估计平面坐标。实验结果表明，所提方法在PD处于水平时平均定位误差为2.96 cm，在PD倾斜15°时平均定位误差为5.51 cm，其性能相比于基于RSSR的最小二乘法有显著提高。此外，为了验证所提方法的普适性，仿真分析了两种非朗伯辐射光源构成的多朝向LED集成灯具的定位性能，仿真结果显示，所提方法分别获得了3.70 cm和6.22 cm的平均定位误差，并支持PD适度倾斜。进一步地，设计了一款采用多朝向非朗伯辐射面状光源的VLP集成灯具，实验结果表明，所提方法在PD处于水平或适度倾斜状态时仍能有效工作。

关键词：接收信号强度比率；人工神经网络；多朝向发光二极管；可见光定位