Skip to main content
SUPERVISOR
اصغر غلامی (استاد راهنما) ذبیح قاسملویی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Khadijeh Alimahmoodi
خدیجه عالی محمودی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394
With the advancement of the emerging fields of sensor networks, intelligent buildings and the Internet of Things, we are witnessing many activities in the design of indoor positioning systems. In indoor environments such as big malls, airports, hospitals, and so on, satellite signals have been extremely weakened, therefor, these signals lose their efficiency to be used for indoor positioning. In such cases, the use of conventional methods, such as the Global Positioning System, is not possible or less accurate. Recently, using communications infrastructures for indoor positioning has drawn a lot of attention. Current indoor positioning systems, such as radio-based or sound-based systems, have always faced challenges due to their long response time, low precision and high cost. Therefore, visible light communications (VLC) has emerged as an alternative technology for indoor positioning systems, which has advantages such as low implementation cost, high response time and high accuracy. Using VLC, both the photodiode and the image sensor could be used as the receiver. Image sensor based receivers are already available in smart devices and compare to the photodiode based receivers have advantages such as less cost, more accessible, and less complexity. In this thesis, the design and simulation of an indoor positioning system based on visible light communications using imaging sensor have been investigated. The location is estimated using the view angle between LEDs’ s images, which leads to a single objective optimization problem. We propose the imperialistic competitive algorithm, which is an evolutionary method of minimizing the error function, to estimate the location more accurately. This method is simulated and in a 2×2×2 room, the root mean square error of about 2.5 cm has been obtained using 6 LEDs. In this dissertation, the effects of the camera parameters including image sensor resolution, lens distortion, and field of view as well as number of LEDs on the performance of indoor positioning system have been investigated. In the end, in order to verify the proposed system, an experimental setup has been developed and the results have been compared with the simulation results. Key words: Indoor positioning system, Visible light communications, Image sensor.
با پیشرفت زمینه­های در حال ظهور شبکه­های حسگر، ساختمان­های هوشمند و اینترنت اشیا، شاهد فعالیت های زیادی در طراحی سیستم­های مکان­یابی داخلی هستیم. درون محیط­های سرپوشیده مانند فروشگاه­های بزرگ، فرودگاه­ها، بیمارستان­ها و مواردی از این قبیل، امواج ماهواره­ای به­شدت تضیعف شده و کارایی آن­ها کاهش می­یابد. در این مکان­ها، استفاده از روش­های مرسوم مانند سیستم موقعیت­یابی جهانی، ممکن نیست یا دقت کمتری دارد. بنابراین، به­تازگی روشهای مکان­یابی داخلی، که بر پایه استفاده از زیرساخت­های مخابراتی درون ساختمان متکی است، توجه زیادی را به خود جلب کرده­ است. سیستم­های مکان­یابی داخلی کنونی مانند سیستم­های بر پایه امواج رادیویی و یا بر پایه امواج صوتی، به علت مدت زمان پاسخ بلند، دقت کم وهزینه بالا، همواره با چالش­هایی روبرو بوده­ اند. چندی است مخابرات نور مرئی به عنوان یک فناوری جایگزین برای سیستم­های مکان­یابی داخلی، ظهور کرده­ است و از مزایای آن می­توان هزینه­ی پیاده سازی کم، سرعت بالای پاسخ و دقت بالای آن­ در مقایسه با سایر روش­ها، اشاره کرد. در استفاده از مخابرات نور مرئی برای طراحی سیستم مکان­یابی داخلی، دو نوع گیرنده می­توان به کار برد. یک روش استفاده از دیود نوری و روش دوم، استفاده از حسگر تصویربرداری موجود در دوربین­های دیجیتال است. روش دوم به علت مزایایی مانند قیمت کمتر، دسترسی بیشتر و پیچیدگی کمتر ارجحیت دارد. در این پایان نامه، طراحی و شبیه­سازی یک سیستم مکان­یابی با استفاده از مخابرات نور مرئی مبتنی بر حسگر تصویربرداری بررسی شده است و جهت به دست آوردن مکان، از زاویه دید بین دیودهای نورانی در تصویر استفاده می­کنیم که در نهایت به یک معادله بهینه سازی تک هدفه می­رسیم. برای حل این معادله، الگوریتم رقابت استعماری که یک روش تکاملی برای به حداقل رساندن تابع خطا است، پیشنهاد شده است. روش مکان یابی در یک اتاق با اندازه­ی 2×2×2 و با داشتن 6 دیودنورانی شبیه سازی شد و نتایج حاصل متوسط خطای مکان­یابی حدود 2/5 سانتی­متر را نشان می دهد. در این پایان­نامه، اثر پارامترهای دوربین مانند رزولوشن حسگر تصویربرداری، اعوجاج عدسی، زاویه­ی دید دوربین و همچین تعداد دیودهای نورانی موجود در تصویر، بر عملکرد سیستم مکان­یابی بررسی شده است. در نهایت به منظور بررسی صحت عملکرد سیستم شبیه­سازی شده، یک سیستم مکان­یابی آزمایشگاهی نصب شد و نتایج عملی با نتایج شبیه­سازی مقایسه شده است. کلمات کلیدی: 1- سیستم مکان­یابی داخلی 2-مخابرات نورمرئی 3-حسگر تصویربرداری

ارتقاء امنیت وب با وف بومی