可见光定位(Visible Light Positioning,VLP)是一项极具发展前景的技术。归功于照明设备的广泛部署以及可见光信号的直线传播特性,VLP有潜力克服无线定位存在的可靠性问题。本文利用发光二极管(Light Emitting Diode,LED)、光电二极管(Photodiode,PD)及摄像头传感器等器件,分别研究了室内环境下可移动物体的定位问题和传感器网络中节点的定位问题。二者研究旨在充分发挥可见光信号稳定可靠的特性,并发掘VLP在各高精度定位需求场景下的实际应用价值与潜力。现有的定位方式以基于无线信号实现居多,但无线信号易受制于多路径传播的影响。例如,室内环境下的复杂布局、同频段电磁干扰等都会对定位精度造成影响。一些基于可见光信号实现的定位方案虽能避免此等麻烦,但又未能满足系统简便性与低成本方面的需求,且定位精度有待进一步提高。特别是,少有工作能在实现定位的同时实现朝向的精确计算。为解决这一问题,本文综合考虑高精度、低成本、易使用等需求,设计了室内环境下可移动物体的快速精确定位方案。此外,本文也探究了将可见光用于传感器节点之间的识别与定位方案,为节点定位问题提供新的解决思路。本文的研究内容及贡献点为以下几个方面:(1)本文设计了基于可见光的室内定位系统Polar Light,重点考虑系统的简便易使用、支持移动的特性。该系统以光的偏振与传播辐射基本原理为基础,实现了设备朝向与位置的同时计算。实验表明,Polar Light可以实现0.97°的设备朝向中值误差,3.87cm的2D定位中值误差与4.71cm的高度中值误差,定位时延为985ms。(2)本文设计了基于可见光的节点识别与定位系统Li Sensor。首先,设计节点身份信息表示与提取方法,给出确定邻居节点方位的计算方法。接着,阐述并验证了基于节点相互识别的网络拓扑推断。实验表明,Li Sensor可以实现1.087s的平均识别时延,0.37cm的平均距离误差及1.67°的平均方向角度误差。(3)本文构建了Polar Light与Li Sensor实验平台,并验证所提出的定位方法。二者均以LED发送特制的光信号,又分别以PD和摄像头实现光信号的接收。结合Arduino开发板,二者实现室内环境下移动设备的定位与传感器网络中邻居节点的识别与定位。