基于可见光通信的移动机器人室内定位及物联网应用
本人从2014年起从事可见光通信相关研究，包括：高精度可见光定位算法(基于PD与Camera)、基于可见光通信的移动机器人室内定位与导航、成像可见光通信（OCC）、基于可见光通信的物联网（IoT）应用、水下可见光通信等。
本博文为本人在可见光通信领域的工作及系列演示的总结。希望能遇到更多从事可见光通信的朋友。欢迎交流、讨论、项目合作。
特别鸣谢：华南理工大学-发光材料与器件国家重点实验室-文尚胜教授、华南理工大学-创新创业孵化基地、及R&C工作室历年学生的共同努力。
科研非一人之科研 As a researcher, I think there are two responsibilities: on one hand, to make a major breakthrough in my own research field; on the other hand, to vigorously cultivate a large number of talents in this professional field.
目录
项目演示
基于可见光通信的移动机器人定位与导航
基于可见定位的人机交互
基于可见光通信的物联网应用
可见光通信系统 (实时LiFi通信)
基于可见光通信的室内定位APP
可见光成像通信 (OCC)
代表性论文
已授权的可见光通信相关发明专利
更多关于可见光通信的介绍
项目演示
基于可见光通信的移动机器人定位与导航
下面演示为：本人受邀IEEE Photonics Journal Club session做的基于可见光通信的移动机器人定位与导航的讲座。
受邀出席IEEE Photonics Journal Club
下面演示为：本团队搭建的基于移动机器人的可见光通信与激光雷达融合定位系统，该系统在光通信顶会2022 Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 上做展示。
2022 CLEO Demo
下面演示为：本人给香港科技大学搭建的，基于可见光通信的移动机器人定位系统，该系统在光通信顶会2021 Optical Fiber Communication Conference and Exhibition (OFC) 上做展示。
本系统多次参与各类比赛与展示。最初搭建于2018年，参加《华南理工大学第十六届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛》并获终审决赛一等奖。其后，代表华南理工大学参加《2019年广东省第十五届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛》的作品，并获得广东省决赛的特等奖。同年，获《第五届中国“互联网+”大学生创新创业大赛》广东省决赛铜奖。2020年，本人将本系统引进华为，在公司内部进行展示。此后，本人再带到香港科技大学，同时把技术无偿给团队去进行各类产业化及科研应用。本系统亦曾连续两年（2020与2021）入选OFC Demo Zone。
PS：HKUST某团队的leader想霸占此技术，强迫本人交出在华工期间开发的代码，本人拒绝，就反咬我曾经的demo图片的背景是他的公司场地，属于侵权，同时以美国人姿态侮辱我们中国人。故本人离开该团队。虽然后来此人求我回去（“still can offer***, if you help my company to do ***”），但士可杀不可辱！
2021 OFC Demo
一种具有通信与定位功能的智能LED灯具及其机器人定位系统——2020神灯奖申报技术 - 新品发布 - 阿拉丁-网上光亚展
基于可见定位的人机交互
下面演示为：基于ROS-Android交互框架，开发了一款安卓APP，可实现基于可见通信的机器人与行人同时定位。
人机交互
基于可见光通信的物联网应用
下面演示为：我们自主研发的基于可见光通信的光二维码应用。可通过APP扫灯接入链接，实现猜灯谜、信息接入等。
该系统亦在团队的广东省光电技术协会作科创分享：【科普作品】一盏有故事的月球灯
具有信息的“月亮”——光二维码
下面的演示为：我们自主研发了基于蓝牙调控的可见光调制驱动芯片，可通过手机APP用蓝牙直接改变LED灯具的VLC编码，而不同的编码对应不同的网络接口。通过另外一台手机的APP扫灯具，实现光二维码扫码接入不同的网页。
蓝牙+VLC物联网应用
下面的演示为：基于可见光通信的光二维码技术，扫灯接入网页。
光二维码
可见光通信系统 (实时LiFi通信)
下面演示为：我们测试战略合作伙伴（深圳华创芯光科技有限公司）的LiFi产品。该系统可以实现实时的LiFi上网。如有需求，欢迎私信商业合作。
实时LiFi通信
下面演示为：我们团队与深圳利亚德光电有限公司合作的广东省科技计划项目（500万资助项目）《高带宽微芯片覆晶封装小间距显示器件开发与产业化》，项目主要探索了通信与显示器件相结合（通显一体化）的可见光通信系统。
项目简介：本项目开发了一种具有高带宽小间距的显示阵列器件。采用深沟槽蚀刻技术与新型覆晶技术对LED芯片的精确切割和小间距封装，制作出高清晰度的微型显示器件；同时，通过对芯片内部进行材料改性与结构优化实现芯片的高光效与高带宽；最后，设计出双重调制信号，实现显示器件通显一体化。
基于可见光通信的室内定位APP
下面演示为：仅仅基于一盏LED即可实现高精度可见光定位，与此同时，与PDR (Pedestrian Dead Reckoning) 相结合，在没有LED覆盖的区域仍然可以实现定位，而当检测到至少一盏LED时，即可实现位置的矫正。
单灯VLP+PDR
下面的演示为：基于可见光通信的同时定位与校正算法。在实现高精度室内可见光定位的同时，可以矫正手机摄像头的参数，进一步提定位系统的稳定性与精度。
同时定位与相机参数校正
下面的演示为：我们自主开发的可见光室内定位App，该App可实现倾斜状态下的可见光定位。
可见光倾斜定位
可见光成像通信 (OCC)
下面演示为：我们搭建的水下可见光成像通信系统，该工作发表于2021年光通信顶级会议 Optical Fiber Communication Conference and Exhibition (OFC)。
2021 OFC Demo
下面演示为：本团队搭建的，实时可见光成像通信系统(基于C-OOK调制)。
实时可见光成像通信
代表性论文
- Guan, W., Huang, L., Wen, S., Yan, Z., Liang, W., Yang, C., & Liu, Z. (2021). Robot localization and navigation using visible light positioning and SLAM fusion. Journal of Lightwave Technology, 39(22), 7040-7051.
- Guan, W., Chen, S., Wen, S., Tan, Z., Song, H., & Hou, W. (2020). High-accuracy robot indoor localization scheme based on robot operating system using visible light positioning. IEEE Photonics Journal, 12(2), 1-16.
- Guan, W., Huang, L., Hussain, B., & Yue, C. P. (2021). Robust robotic localization using visible light positioning and inertial fusion. IEEE Sensors Journal, 22(6), 4882-4892.
- J. Chen, D. Zeng, C. Yang and W. Guan, "High Accuracy, 6-DoF Simultaneous Localization and Calibration Using Visible Light Positioning," in Journal of Lightwave Technology, vol. 40, no. 21, pp. 7039-7047, 1 Nov.1, 2022, doi: 10.1109/JLT.2022.3198649.
- Yan, Z., Guan, W., Wen, S., Huang, L., & Song, H. (2021). Multirobot cooperative localization based on visible light positioning and odometer. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 70, 1-8.
- Huang, L., Wen, S., Yan, Z., Song, H., Su, S., & Guan, W. (2021). Single LED positioning scheme based on angle sensors in robotics. Applied Optics, 60(21), 6275-6287.
- 基于图像传感器的高精度室内可见光定位算法研究 - 中国知网
- 本人所发表的论文详情及获取，请见：Google Scholar 或 SCI-Hub
希望有更多小伙伴一起学习交流，也希望多多引用我们的工作
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