In this dissertation, a 3D indoor visible light positioning system based on machine
learning and optical camera communications is presented. The system
uses LED (light-emitting diode) luminaires as reference points and a rolling
shutter complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) sensor as the
receiver. The LED luminaires are modulated using On-Off Keying (OOK)
with unique frequencies. You Only Look Once version 5 (YOLOv5) is used
for classification and estimation of the position of each visible LED luminaire
in the image. The pose of the receiver is estimated using a perspective-npoint
(PnP) problem algorithm. The system is validated using a real-world
sized setup containing eight LED luminaires, and achieved an average positioning
error of 3.5 cm. The average time to compute the camera pose
is approximately 52 ms, which makes it suitable for real-time positioning.
To the best of our knowledge, this is the first application of the YOLOv5
algorithm in the field of VLP for indoor environments.Nesta dissertação, é apresentado um sistema de posicionamento 3D por luz
visível, baseado em aprendizagem automática e comunicações com câmara.
O sistema foi desenvolvido para espaços interiores e utiliza luminárias LED
(díodo emissor de luz) como pontos de referência e um sensor CMOS (complementary
metal-oxide semiconductor) como recetor. As luminárias LED
são moduladas utilizando OOK (On–Off Keying) com frequências únicas.
O algoritmo YOLOv5 (You Only Look Once version 5) é utilizado para
classificar e estimar a posição de cada luminária LED visível na imagem. A
posição e orientação do recetor é estimada utilizando um algoritmo de geometria
projetiva. O sistema foi validado utilizando um setup em tamanho
real com 8 luminárias LED, e obteve um erro de posicionamento médio de
3.5 cm. O tempo médio para obter a posição e orientação da câmara é de
aproximadamente 52ms, o que torna o sistema adequado para posicionamento
em tempo real. Tanto quanto sabemos, esta é a primeira aplicação
do algoritmo YOLOv5 para localização por luz visível em espaços interiores.Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicaçõe
