西電中期答辯標準PPT

1、指指導教師導教師：n班班級級：011211n學學生生：n學學號號：系統(tǒng)的背景及意義系統(tǒng)的背景及意義n 背景：隨著技術(shù)的進步出現(xiàn)了可見光通信技術(shù)，是利用熒光燈或發(fā)光二極背景：隨著技術(shù)的進步出現(xiàn)了可見光通信技術(shù)，是利用熒光燈或發(fā)光二極管等發(fā)出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號來傳輸信息的，為可見光技術(shù)管等發(fā)出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號來傳輸信息的，為可見光技術(shù)運用在定位方面奠定了基礎。由于運用在定位方面奠定了基礎。由于GPS等傳統(tǒng)的定位技術(shù)具有一定的局限等傳統(tǒng)的定位技術(shù)具有一定的局限性，在一些特殊情況下，例如山區(qū)或者隧道中往往會失效，而且定位誤差性，在一些特殊情況下，例如山區(qū)或者隧道中往往會失效，

2、而且定位誤差大只能運用在一般應用意義上的定位。對于車聯(lián)網(wǎng)中設想的安全避免碰撞大只能運用在一般應用意義上的定位。對于車聯(lián)網(wǎng)中設想的安全避免碰撞也無法滿足要求，而可見光定位技術(shù)能解決這些問題。也無法滿足要求，而可見光定位技術(shù)能解決這些問題。n意義：中國經(jīng)濟經(jīng)過多年的發(fā)展汽車保有量越來越多以至于一些大城市都意義：中國經(jīng)濟經(jīng)過多年的發(fā)展汽車保有量越來越多以至于一些大城市都出現(xiàn)了汽車限購措施，但是目前的車載出現(xiàn)了汽車限購措施，但是目前的車載GPS不僅有上面提到的特殊場景無不僅有上面提到的特殊場景無法運用更無法適應未來無人駕駛的趨勢。定位精度誤差過大，無法滿足無法運用更無法適應未來無人駕駛的趨勢。定位精度

3、誤差過大，無法滿足無人駕駛的要求。市場處于一片空白的情況下。所以市場的需求是旺盛，我人駕駛的要求。市場處于一片空白的情況下。所以市場的需求是旺盛，我們這套車載可見光系統(tǒng)恰恰是對們這套車載可見光系統(tǒng)恰恰是對GPS的最好的補充，市場前景非?？春?。的最好的補充，市場前景非?？春?。n接下來我來給各位老師介紹一下我目前的進步與取得的成果。接下來我來給各位老師介紹一下我目前的進步與取得的成果。1.翻譯完老師給的關鍵外文翻譯翻譯完老師給的關鍵外文翻譯u 從論文得到的啟示：論文可見光通訊（VLC）利用在可調(diào)制的可見光輻射頻譜內(nèi)來攜帶自由空間中的有用的數(shù)字信息從而達到信息交互的目的。通常來說一個常見的VLC系統(tǒng)

4、會采用LED發(fā)光光源作為發(fā)射部分以及一個光電二極管作為接收組件。在過去的5年內(nèi)，LED已經(jīng)成為了在汽車照明中最為常見的裝置由于大量的使用有了廣泛交互的基礎。這些都是因為LED具有更短的上升時間這使得它具有更長的使用壽命，高抗振動性，以及更高安全性。u 如今，LED等可以很容易的在中央高位剎車燈（第三煞車燈）、剎車燈、轉(zhuǎn)向燈、以及許多商用車輛的前照明燈中都會被很容易的找到它們的身影。由于它們的廣泛運用以及很高的普及率使得VLC成為了一個新的并且很具有吸引力的解決辦法運用實現(xiàn)V2V通信的這個問題上面的一個具有顛覆性意義的一個完全不同的方式。在一輛汽車身上一個VLC發(fā)射系統(tǒng)和車子前面的兩個照明用的燈

5、以及車尾部上的兩個尾燈相連接。它們合在一起創(chuàng)建了4個能發(fā)射相同的VLC信號的發(fā)射燈；同時一個光電檢測器被相鄰的放置在每一個光發(fā)射燈的旁邊并且連到了一個VLC信號接收器上面去。其余附加的光電探測器可以被安裝到汽車兩側(cè)后視鏡的背面的位置從而實現(xiàn)對于整個車輛提供完整的通信覆蓋以及車輛與其他車輛的通信無死角覆蓋。至于摩托車或者類似于摩托車的裝備處理辦法是，摩托的前照明燈和尾燈也是同樣地與VLC變送器相連接，這樣就有了兩個具有可以發(fā)送相同VLC信號的功能的燈，與此同時一個光電檢測器被安裝在緊挨著這兩個燈的位置并且連接到VLC接收器上面去形成整個系統(tǒng)。如圖所示確定了如何安裝設備：如圖所示確定了如何安裝設備

6、：u 這種安裝方式作者已經(jīng)通過了驗證是可見光設備最佳安裝位置這種安裝方式作者已經(jīng)通過了驗證是可見光設備最佳安裝位置這樣的安裝方式可以最大限度的降低成本和縮小盲點。從文獻中我我還得這樣的安裝方式可以最大限度的降低成本和縮小盲點。從文獻中我我還得到一個重要的信息可見光通信最大的問題就是會有盲點，這樣子我在到一個重要的信息可見光通信最大的問題就是會有盲點，這樣子我在設計我的系統(tǒng)中會加以考慮。設計我的系統(tǒng)中會加以考慮。u 2.大量閱讀各種文獻資料積累基礎知識和素材大量閱讀各種文獻資料積累基礎知識和素材在基站、在基站、WIFI、室內(nèi)可見光定位、以及無線電常見的定位算法介紹、室內(nèi)可見光定位、以及無線電常見

7、的定位算法介紹u （1）到達時間法（到達時間法（TOA）通過測量無線信號在發(fā)射端與待測點傳播的）通過測量無線信號在發(fā)射端與待測點傳播的單程或者往返時間，根據(jù)信號傳播速度來計算出發(fā)射端與待測點之間的單程或者往返時間，根據(jù)信號傳播速度來計算出發(fā)射端與待測點之間的距離。若測量單程時間，要求發(fā)射端或者待測點能記錄信號發(fā)射的準確距離。若測量單程時間，要求發(fā)射端或者待測點能記錄信號發(fā)射的準確時間，對系統(tǒng)節(jié)點之間的時鐘同步有較高的要求。若測量往返時間，則時間，對系統(tǒng)節(jié)點之間的時鐘同步有較高的要求。若測量往返時間，則不要求發(fā)射端與待測點之間的同步，只需要發(fā)射端或待測點有比較精確不要求發(fā)射端與待測點之間的同步，

8、只需要發(fā)射端或待測點有比較精確的時鐘。采用此方法，用所測的往返時間除以的時鐘。采用此方法，用所測的往返時間除以2即可得到單程時間，這個即可得到單程時間，這個方法在測量傳播時間中十分常見。若發(fā)射端到接收端的傳播時間為方法在測量傳播時間中十分常見。若發(fā)射端到接收端的傳播時間為t，無，無線信號的傳播速度為線信號的傳播速度為v，則發(fā)射端到接收端的距離，則發(fā)射端到接收端的距離s可估算為可估算為v*t。在確。在確定空間中點的位置時，可使用三邊定位方法?；诙臻g中點的位置時，可使用三邊定位方法?；赪IFI的定位系統(tǒng)中的定位系統(tǒng)中，發(fā)射信號端為無線接入點，發(fā)射信號端為無線接入點(AP)，在理想的環(huán)境下，選

9、取，在理想的環(huán)境下，選取3個個AP為圓心為圓心，以估算出，以估算出AP到接收端的距離為半徑畫圓，在理想的情況下，三圓會相到接收端的距離為半徑畫圓，在理想的情況下，三圓會相交于一點，這點即為待測點的空間位置。交于一點，這點即為待測點的空間位置。u u （2）到達角度法（到達角度法（AOA）通過己知的）通過己知的AP節(jié)點和待測點間的角度進行節(jié)點和待測點間的角度進行定位。在該定位機制中，通過接收端感知定位。在該定位機制中，通過接收端感知AP發(fā)送信號的到達方向或者發(fā)送信號的到達方向或者角度，然后可通過三角定位測量法角度，然后可通過三角定位測量法(在接下來的計算節(jié)點位置的方法中在接下來的計算節(jié)點位置的方

10、法中介紹介紹)計算出節(jié)點的。計算出節(jié)點的。（3）到達時間差法（到達時間差法（TDOA）在）在TDOA方法通過測量無線信號從不同方法通過測量無線信號從不同AP的時間差來進行定位，這樣做可以大大降低的時間差來進行定位，這樣做可以大大降低AP與待測點時間同步的要與待測點時間同步的要求。待測點到達求。待測點到達AP的時間差為一定的值，可知待測點與的時間差為一定的值，可知待測點與AP的距離差也的距離差也為定值，待測點一定位于以為定值，待測點一定位于以AP為焦點的雙曲線上，可用雙曲線定位法為焦點的雙曲線上，可用雙曲線定位法算出空間中點的位置，即求解出不同算出空間中點的位置，即求解出不同AP的雙曲線的交點。

11、若要求出的雙曲線的交點。若要求出AP的位置，至少需要兩個雙曲線方程組成一個方程組，即需要的位置，至少需要兩個雙曲線方程組成一個方程組，即需要3個個AP。車輛行駛情況下實現(xiàn)可見光定位我認為應該分為車輛行駛情況下實現(xiàn)可見光定位我認為應該分為2中思路：中思路：1.是利用是利用道路上的固定光源交通燈。為此我找到一篇查閱了相關資料認真道路上的固定光源交通燈。為此我找到一篇查閱了相關資料認真理解了文章中的方法再加上自己的理解有了思路。理解了文章中的方法再加上自己的理解有了思路。基于基于TDOA（信號到達時間差）用在這個路面上有固定光源的例如交通燈的（信號到達時間差）用在這個路面上有固定光源的例如交通燈的方

12、面。首先我在以前的周記中學到的很多方法都不行都基本不可方面。首先我在以前的周記中學到的很多方法都不行都基本不可行。一個重要的原因便是路面上的固定點行。一個重要的原因便是路面上的固定點AP沒有那么多。室內(nèi)的沒有那么多。室內(nèi)的TDOA也得進行改進才可以運用到室外的情況。也得進行改進才可以運用到室外的情況。TDOA在前面的在前面的周記中已經(jīng)講過，結(jié)合我查看的論文。最終會得到一個雙曲線方周記中已經(jīng)講過，結(jié)合我查看的論文。最終會得到一個雙曲線方程組。在室外的情況下，改進車的兩個前燈為可以發(fā)射光源的功程組。在室外的情況下，改進車的兩個前燈為可以發(fā)射光源的功能以外。在車的前燈位置安裝光接收機使車的前燈位置區(qū)

13、具有接能以外。在車的前燈位置安裝光接收機使車的前燈位置區(qū)具有接受光信號的能力受光信號的能力如前圖片所示如前圖片所示。PD接收機同時接收來之交通燈的接收機同時接收來之交通燈的定位信號，根據(jù)定位信號到達兩個定位信號，根據(jù)定位信號到達兩個 PD接收機的時間差接收機的時間差。我們可我們可以事先確定好交通燈的位置。這就類似于室內(nèi)可見光定位技術(shù)的以事先確定好交通燈的位置。這就類似于室內(nèi)可見光定位技術(shù)的固定點固定點AP。下面結(jié)合論文講講我的想法，運用雙曲線定位原理。下面結(jié)合論文講講我的想法，運用雙曲線定位原理F1和和F2為起始時刻對稱分布于為起始時刻對稱分布于 X 軸上的兩個間距為軸上的兩個間距為2c的的P

14、D接接收機，并以速度收機，并以速度v沿沿Y軸的正方向運動，軸的正方向運動，F(xiàn)1 和和 F2 為為 t 時刻時刻PD接收機的位置接收機的位置,T 1為發(fā)射定位信號的交通燈，為發(fā)射定位信號的交通燈， 那么可以根據(jù)可見那么可以根據(jù)可見光信號在初始時刻和光信號在初始時刻和t時刻到時刻到達這兩個達這兩個PD接收機的時間接收機的時間3.查看目前車載定位方面論文確定自己的思路查看目前車載定位方面論文確定自己的思路u u u 車與車之間的相互通信我主要利用的是老師給的外文文獻中的資料思路，車與車之間的相互通信我主要利用的是老師給的外文文獻中的資料思路，利用經(jīng)過調(diào)制的高頻可見光接受相位差來進行定位。為此我查找了

15、相關資利用經(jīng)過調(diào)制的高頻可見光接受相位差來進行定位。為此我查找了相關資料結(jié)合自己的思路想出了解決辦法。料結(jié)合自己的思路想出了解決辦法。可見光可用于相對車輛之間相互的定可見光可用于相對車輛之間相互的定位。在這種系統(tǒng)中，每個尾燈或前照燈發(fā)出高頻正弦曲線，車輛上的不同位。在這種系統(tǒng)中，每個尾燈或前照燈發(fā)出高頻正弦曲線，車輛上的不同燈就可以通過各自的接收器測量接收的正弦信號的相位差。每個燈之間的燈就可以通過各自的接收器測量接收的正弦信號的相位差。每個燈之間的不同距離信息可以通過相位差來計算。當有兩個或者更多的距離差可以使不同距離信息可以通過相位差來計算。當有兩個或者更多的距離差可以使用時（即，兩個車輛

16、之間建立起來超過用時（即，兩個車輛之間建立起來超過3個個VLC鏈接），可以在鏈接），可以在2D平面上平面上用已經(jīng)得到的數(shù)據(jù)列出一組方程求解這些方程組，可以得到相對位置信息用已經(jīng)得到的數(shù)據(jù)列出一組方程求解這些方程組，可以得到相對位置信息（當這個要求不滿足時，但至少一條鏈路可用，該系統(tǒng)可以隨時返回，自（當這個要求不滿足時，但至少一條鏈路可用，該系統(tǒng)可以隨時返回，自由地實現(xiàn)由地實現(xiàn)GPS與與VLC的切換。相比于現(xiàn)在車輛產(chǎn)品使用的測距傳感器，例的切換。相比于現(xiàn)在車輛產(chǎn)品使用的測距傳感器，例如雷達和激光測距儀，如雷達和激光測距儀，VLP是更具成本效益，幾十厘米的其誤差的量級性是更具成本效益，幾十厘米的其

17、誤差的量級性能足以滿足大多數(shù)安全應用。完成了車與車輛之間的關于載波相位差分技能足以滿足大多數(shù)安全應用。完成了車與車輛之間的關于載波相位差分技術(shù)的定位的思路。在單站無源定位中，當輻射源目標和觀測平臺之間存在術(shù)的定位的思路。在單站無源定位中，當輻射源目標和觀測平臺之間存在相對運動時，可以利用信號的到達方向和相位變化率來實現(xiàn)目標定位。這相對運動時，可以利用信號的到達方向和相位變化率來實現(xiàn)目標定位。這種基于相位差變化率的無源定位技術(shù)與傳統(tǒng)測向交會定位技術(shù)相比，增加種基于相位差變化率的無源定位技術(shù)與傳統(tǒng)測向交會定位技術(shù)相比，增加了相位差變化率觀測量，解決了測向交會需要較大交會角、定位時間長等了相位差變化率觀測量，解決了測向交會需要較大交會角、定位時間長等問題。對于車輛而言，車輛在行駛的過程中間車燈已經(jīng)我們的事先處理車問題。對于車輛而言，車輛在行駛的過程中間車燈已經(jīng)我們的事先處理車燈就相當于一個個發(fā)射源，而車燈下方或者后視鏡后側(cè)安裝的光電二極管燈就相當于一個個發(fā)射源，而車燈下方或者后視鏡后側(cè)安裝的光電二極管就相當于接收機。就相當于接收機。2.利用車與車之間的可見光互相通信