[发明专利]一种利用可见光信号传输/获取标识信息及定位的方法和装置

说明书

本发明公开了一种利用来自光源的可见光信号传输/获取标识信息以及定位的方法和装置。所述方法包括：基于待传输的标识信息，调制所述光源的驱动信号，以获取用于驱动所述光源发射可见光信号的调制驱动信号；以及基于所述调制驱动信号，发射可见光信号，以传输标识信息，所述可见光信号的电平在不同时间点以变化的频率在高电平和低电平之间变化，所述标识信息对应于在一个或多个时间点从所述可见光信号所获取的一个或多个图像中显示的明条纹或暗条纹的变化的个数，所述变化的个数对应于所述变化的频率。

技术领域

本发明涉及可见光通信领域，尤其涉及利用可见光信号传输/获取标识信息及定位的方法和装置。

背景技术

目前，全球定位系统(GPS)是最为广泛应用的定位系统。但是，GPS信号会被建筑物的屋顶和墙壁挡住，因而在室内会非常微弱或消失，所以GPS难以在室内环境中获得良好的定位准确性，而且实际上不能用于室内定位。

可见光通信技术也被开发来传输用于定位的标识信息，其利用可见光(颜色、强度或位置)的变化传输标识信息。这种用于传输标识信息的通信技术是基于高频闪烁的光信号。具体地，待传输标识信息首先被编码为数字信号；然后该数字信号被用于调制光源的驱动电流或驱动电压的持续时间或频率，使得光源高频闪烁。

该高频闪烁信号可由光敏装置检测到，例如，图像传感器。图像传感器可基于“卷帘快门”机制在不同时间曝光，即传感器的不同部分，每行或每列在不同时间曝光。基于该特征，当拍摄亮度快速变化的光源的图像时，带有卷帘快门的图像传感器可获取包含明条纹或暗条纹的图像。通过测量条纹的宽度，可计算光源驱动电流和驱动电压的频率，因此，可恢复所传输的标识信息。

但是，该方法有如下缺陷：图像传感器的局部过度曝光可能影响条纹的宽度，例如，在过度曝光区域内，明条纹可能变宽，而暗条纹可能变窄或者甚至消失，导致图像分析和解码失败；以及不同的背景光照条件可导致测量条纹宽度的不确定性。

此外，在这种可见光通信中使用的光敏装置必须是特别设计的，以检测可见光，因此，只能应用于有限的场景。而且，虽然商业可获取的移动设备(如智能手机、平板电脑、掌上电脑)具有光敏部件，例如图像传感器，但是其不适合这种高频闪烁信号。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明，本发明提供了一种利用可见光信号传输或从可见光信号获取标识信息，以及定位的技术方案，以克服至少一种上述缺陷。

根据本发明的第一方面，提供了一种利用可见光信号传输光源的标识信息的方法，包括：基于待传输的标识信息，调制所述光源的驱动信号，以获取用于驱动所述光源发射可见光信号的调制驱动信号；以及基于所述调制驱动信号，发射可见光信号，以传输标识信息，所述可见光信号的电平在不同时间点以变化的频率在高电平和低电平之间变化，所述标识信息对应于在一个或多个时间点从所述可见光信号所获取的一个或多个图像中显示的明条纹或暗条纹的变化的个数，所述变化的个数对应于所述变化的频率。

根据本发明的示例性实施例，基于待传输的标识信息，调制所述光源的驱动信号，以获取调制驱动信号包括：基于待传输的标识信息，调制所述光源的驱动电压或驱动电流，以获取第一调制驱动电压或第一调制驱动电流。

根据本发明的示例性实施例，所述第一调制驱动电流大于未调制驱动电流，使得由所述第一调制驱动电流驱动的光源的光通量等于由所述未调制电流驱动的光源的光通量。

根据本发明的示例性实施例，所述方法还包括：基于带有高频载波信号的第二调制驱动电流，发射所述可见光信号，所述第二调制驱动电流大于未调制信号，使得由所述第二调制驱动电流驱动的光源在包括高电平和低电平的各周期内的光通量是恒定的。

根据本发明的示例性实施例，所述第一调制驱动电压或第一调制驱动电流用于驱动所述光源发射频率为100Hz至1.37MHz的可见光信号，且所述可见光信号的每个低电平的持续时间是固定的，或所述可见光信号的每个高电平的持续时间是固定的。