随着高速率无线通信技术的发展需求,无线频谱资源愈加紧张,而可见光通信技术利用LED灯作为信号发射器,可以同时实现照明和高速通信,因此受到了越来越多的关注。凭借着绿色环保、高速通信、无需频谱资源、安全可靠等优势,可见光通信的研究领域中出现了大量基于可见光通信和感知技术的应用设计,目前主要涉及室内定位、智慧交通、水下通信等方面,具有广阔的应用前景和研究价值。本文着眼于可见光通信和感知技术的室内应用,提出了两种新颖的设计。首先面向室内定位应用,为解决已有方案必需多个灯具而在稀疏灯具场景下无法使用的问题,本文提出了基于单个LED灯具的可见光室内定位;其次面向地下停车场车位检测应用,为解决已有方案部署成本高且检测准确性低的问题,本文提出一种基于LED感知的地下停车场车位检测系统。在两个应用系统中,本文分析了可见光通信和感知技术中LED灯的工作特性和基本原理,研究了两种应用的可见光通信的链路及信道模型,并分别解释了不同信道模型的组成及其工作方式。本文的主要工作如下:在基于单个LED灯的可见光室内定位问题的研究中,基于LED灯到相机的通信模型在仅有一个LED灯的环境下实现室内定位。具体来说,为了获取定位所需的距离和角度信息,本文使用LED灯具的尺寸来获取距离信息,使用智能手机的惯性测量单元(IMU)测量相机的角度信息。其中IMU角度测量误差为精准定位带来了极大的挑战,为了降低IMU角度测量误差,本文基于LED灯具图像利用射影几何进行角度校准,最终实现准确的定位。实验结果表明,提出的可见光定位方法能够实现较高的定位精度,即在90%的情况下定位误差都处于0.16 m以下。在基于LED感知的地下停车场车位检测问题的研究中,本文利用LED的感知功能使用LED作为光传感器进行车位检测。本文设计了一种可见光车位检测器,是由LED灯珠组成的阵列,可以在照明和检测两种模式之间切换。当处于检测模式时,检测器依靠LED阵列的光感应能力感知车位中光线的漫反射情况,并通过分类算法比较车位空闲和被占用时的光线漫反射情况,最终可检测出车位的占用情况。模拟实验评估显示,提出的基于可见光通信和感知的车位检测系统可以实现较高的车位检测准确率。