随着城市化进程的加快和国民生活水平的提高,位置信息服务在人们的生活、工作及科学研究中起到了非常重要的作用。在室外场景中,GPS (Global Positioning System)定位技术的研究已相对成熟,长久的发展和维护使这项技术拥有巨大的数据支撑和软硬件基础,例如Google地图、高德地图,其定位范围已遍布全球的室外区域。然而,GPS信号无法穿透建筑物,导致这项技术无法适用于室内空间,使得室内定位方法成为了近几年热门研究方向。在过去几年的研究中,国内外学者、科研机构已经通过利用环境中的Wi-Fi信号、声音信号、地磁场、RFID (Radio Frequency IDentification)等诸多信息实现了室内定位功能,而随着LED (Light Emitting Diode)灯逐渐成为主流室内照明设备,基于可控LED光信息的室内定位技术正悄然兴起。基于可控LED光信息的定位技术巧妙利用了LED灯的频率特性和超高照明性能,在为空间提供照明的同时,可通过选择合适的频段,避开大量环境干扰,是一种精度高、抗干扰能力强的定位方法。本文设计了一种基于LED可见光的非协作式室内定位方法,与传统基于移动智能设备设计的定位方法相比,非协作式定位系统能独立实现定位功能,无需用户配合操作和佩戴辅助设备,适用于如厂房、监狱等更具体、复杂的室内场景。本文设计的定位系统快速、高效,能够同时对室内环境中的多个目标定位,有较强的拓展性并兼有低能耗、高精度、低成本的特点。论文首先设计制作了系统运作必须的硬件单元,主要包括频率可控的LED照明模块和非协作式光信息采集节点两个部分,建立起自主的照明系统和环境光采集阵列。照明模块有独立的供电和驱动,由单片机实现精确频率控制,工作持久、光强稳定。光信息采集节点设计轻简,能准确采集环境光信息,由Arduino开发板统一供电、驱动,采得的信息通过有线形式传输至上位机,做下一步定位运算。接下来,论文建立了一种全新的环境遮挡模型,并基于该环境遮挡模型设计了典型场景下的室内定位算法。本文在环境遮挡模型的基础上,首先设计单目标定位算法,在融合K-Means聚类算法和设计筛选优化算法后,进一步设计了多目标定位算法。通过对算法进行仿真,论文检验了系统算法的合理性和可行性,并讨论了一系列优化算法的取舍。最后,论文融合硬件单元和算法,设计并实现了完整的基于LED可见光的非协作式室内定位系统,并在实际场景中对系统性能进行验证。系统能根据实际人数实现多目标的定位功能,在讨论了具体场景下的光源和传感器布置方案后,论文通过大量实验对本系统的最小定位单元进行了性能评估。实验包含单目标、多目标两个场景考察系统稳定性、定位精度和抗干扰能力三个方面。