研究目的
提出并原型化一种基于逆向反射器的可见光定位系统(RETRO),该系统能够在无需被动物联网设备进行计算和复杂传感的情况下实现其实时追踪。
研究成果
RETRO实现了厘米级定位精度和个位数级的方向误差,能够在设备端无需计算能力且超低功耗的情况下,实现对无源物联网设备的实时追踪。该系统利用任意单个未经改造的光源,从而扩展了可用的定位区域。
研究不足
逆向反射器的漏光问题将测量限制在零方位角,从而影响定位精度的评估。LCD快门的视角会影响信号幅度,可能限制方向范围。
1:实验设计与方法选择:
RETRO系统利用逆向反射器将光反射回光源,建立用于定位的逆向信道。通过实验推导并验证了反射光功率的理论模型。
2:样本选择与数据来源:
采用均匀分布光的平面LED面板作为光源,在不同高度和水平距离进行测量以验证理论模型。
3:实验设备与材料清单:
包括商用现成(COTS)LED嵌入式灯、圆形逆向反射器PS976、光电二极管S6968以及用于调制逆向反射光的LCD快门。
4:光电二极管S6968以及用于调制逆向反射光的LCD快门。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:光电二极管测量光强度,接收光功率与电阻输出电压呈线性关系,通过万用表测量。改变逆向反射器的朝向和位置以采集数据。
5:数据分析方法:
定位算法基于表征的接收光功率,采用RSSI和三边测量法。使用Levenberg-Marquardt算法进行优化。
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Circular Retroreflector
PS976
Thorlabs
Reflects light back to its source for localization
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Photodiode
S6968
Hamamatsu Photonics
Senses the retroreflected optical signal
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LED Troffer 2x2 FT
35W, 4000K, 3770 Lumens
Hyperikon
Light source for the RETRO system
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LCD Shutter
Pi-cell
Modulates the retroreflected light for distinguishing signals from multiple IoT devices
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