Low-Complexity Visible Light Positioning and Rotation Estimation Based on Eigenvalue Decomposition

发光二极管 计算机科学 光电二极管 可见光通信 旋转(数学) 陀螺仪 特征向量 矩阵的特征分解 计算复杂性理论 算法 方向(向量空间) 数学 光学 工程类 物理 人工智能 航空航天工程 量子力学 几何学
作者
Bingcheng Zhu,Zaichen Zhang,Jian Dang,Liang Wu,Lei Wang
出处
期刊:Journal of Lightwave Technology [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:40 (21): 7072-7083 被引量:9
标识
DOI:10.1109/jlt.2022.3196913
摘要

Most existing visible light positioning (VLP) systems assume vertically placed receivers, or estimate the receiver rotations through gyroscopes. Although several recent VLP systems can deal with the arbitrary tilting of the receiver without the additional sensors, the positioning frequency, algorithm efficiency and stability are still to be improved. In this work, we propose a novel positioning and rotation estimation algorithm based on the eigenvalue decomposition of the covariance matrix of light direction vectors. Four or more light-emitting diodes (LEDs) serve as the anchors and three or more tilted photodiodes are equipped on the mobile receiver. The new algorithm's computational complexity only grows linearly with the number of LEDs, and it can distinguish and bypass the local optima by verifying if the objective function reaches its theoretical maximum. We use simulations to reveal the error patterns of the algorithm and build a low-cost prototype to verify its real performance. The measured average positioning error is 1.83 cm and the orientation estimation error is 0.04 rad. The proposed scheme can be used for positioning and navigation that require fast response, low power consumption, low cost, high accuracy and small device size.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
不敢自称科研人完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
快乐寄风发布了新的文献求助10
3秒前
小二郎应助NPC采纳,获得10
3秒前
gone完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
害羞的振家完成签到,获得积分10
5秒前
可悲的科研狗完成签到,获得积分10
6秒前
pcm完成签到 ,获得积分10
6秒前
无花果应助王小敏敏儿采纳,获得10
6秒前
6秒前
所所应助看文献的韩章浅采纳,获得10
7秒前
8秒前
9秒前
nana发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
12秒前
FashionBoy应助sff采纳,获得10
13秒前
14秒前
15秒前
Qiao发布了新的文献求助10
15秒前
蓝橙完成签到,获得积分10
16秒前
CodeCraft应助qq158014169采纳,获得10
16秒前
小化发布了新的文献求助10
17秒前
领导范儿应助灿灿采纳,获得30
18秒前
Mic应助ning采纳,获得10
18秒前
18秒前
19秒前
无私鹰完成签到,获得积分10
19秒前
充电宝应助nana采纳,获得10
19秒前
19秒前
深情安青应助清脆映梦采纳,获得10
22秒前
23秒前
23秒前
24秒前
25秒前
张张完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
28秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
The Victim–Offender Overlap During the Global Pandemic: A Comparative Study Across Western and Non-Western Countries 1000
King Tyrant 720
T/CIET 1631—2025《构网型柔性直流输电技术应用指南》 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5589801
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4674367
关于积分的说明 14793421
捐赠科研通 4629109
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2532421
邀请新用户注册赠送积分活动 1501070
关于科研通互助平台的介绍 1468487