Accurate visible light positioning through power adaptation of LED arrays
LED dizilerinde güç uyarlaması ile hassas görünür ışık konumlandırma
- Tez No: 982393
- Danışmanlar: PROF. DR. SİNAN GEZİCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, konumlandırma doğruluğunu iyileştirme amacıyla ışık yayan diyot dizileri kullanan asenkron görünür ışık konumlandırma sistemleri için güç tahsis stratejileri geliştirmekteyiz. İlk olarak iç mekan senaryolarında görünür ışık konumlandırması ile ilgili literatürü incelemekteyiz. Ardından, alıcı konumunun kestirimiyle ilişkili Cramér-Rao alt sınırını (CRAS) en aza indirmeyi amaçlayan bir optimizasyon problemini, toplam ve bireysel iletim güçleri ile gerekli aydınlatma düzeylerine ilişkin pratik kısıtlar altında formüle etmekteyiz. Önerilen formülasyonun dışbükey bir yapıda olmaması nedeniyle, iki adımlı bir metodoloji tasarlamaktayız. İlk olarak, toplam alınan gücü en üst düzeye çıkaran güç dağılımını belirlemek için dışbükey bir optimizasyon problemi kullanılmaktadır. Bunu takiben, güç ve aydınlatma kısıtlamaları altında CRAS metriğine göre güç tahsisini iyileştirmek için projeksiyonlu gradyan iniş algoritması kullanılmaktadır. Ayrıca, pratik uygulamalar için her optimizasyon adımında en güncel konum kestiriminin kullanıldığı yinelemeli güç tahsisi ve konumlandırma sistemi geliştirilmiştir. Simülasyon sonuçları önerilen yöntemin hem eşit tahsis hem de güç maksimizasyonuna dayalı tahsis yaklaşımlarından daha iyi performans gösterebildiğini ve geniş çalışma koşulları aralığında konumlandırma doğruluğunu artırdığını göstermektedir. Dolayısıyla, önerilen yöntem asenkron iletim ve sıkı aydınlatma gereksinimlerinin söz konusu olduğu durumlarda dahi gürbüz ve yüksek hassasiyetli iç mekan konumlandırması sağlayabilmektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, we develop power allocation strategies for asynchronous visible light positioning (VLP) systems employing light-emitting diode (LED) arrays with the aim of improving localization accuracy. We first review the literature on visible light positioning in indoor scenarios. Then, we formulate an optimization problem for minimizing the Cramér-Rao lower bound (CRLB) related to the estimation of the receiver location subject to practical constraints on total and individual transmission powers and required illumination levels. Due to the non-convexity of the proposed formulation, we devise a two-step methodology. First, a convex optimization problem is employed to determine the power allocation that maximizes the total received power. Subsequently, a projected gradient descent algorithm is utilized to refine the power allocation according to the CRLB metric under the power and illumination constraints. In addition, a framework for iterative power allocation and localization is developed for practical deployment, in which each step of the optimization process uses the most recent position estimate. Simulation results indicate that the proposed method can outperform both the uniform and power maximization based allocation schemes, resulting in improved localization accuracy over a wide range of operating conditions. Hence, it can provide robust and high-precision indoor positioning, even in circumstances involving asynchronous transmission and stringent illumination requirements.
Benzer Tezler
- Helisel yayların statik karakteristiklerini ölçme ve kontrol etme cihazının tasarımı ve imalatı
Design and manufacture of a device measuringand controlling the static characteristics of helical springs
MUAMMER MUSULLUOĞLU
- Çekirdeksiz kuru üzümlerde aflatoksin B1, B2, G1, G2 tayini için mevcut bazı metotların karşılaştırılması üzerinde bir çalışma
Başlık çevirisi yok
DİLEK BOYACIOĞLU
