[实用新型]一种支持双边定位的可见光通信VLC智能交通系统

说明书

本实用新型公开了一种支持双边定位的可见光通信VLC智能交通系统，包括车辆侧可见光收发模块和路灯侧可见光收发模块等。其中，可见光收发模块包括：可见光通信收发天线(透镜组)组件、信号调制组件、信号解调组件、伺服跟踪组件等。本实用新型可以解决智能交通系统中最为基础的车辆精确定位技术问题：车辆行驶在道路中时，可以与路灯侧进行可见光通信。通过接收到路灯侧发出的可见光通信信号，根据双边路灯侧可见光信号强度对比，即可判断车辆是否保持在车道中心线(即车辆所处的车道准确位置)。

技术领域

本实用新型涉及智能交通系统应用领域的装置及方法，特别涉及一种支持双边定位的车辆与固定设施间可见光通信(VLC)系统。

背景技术

自人类实用新型汽车以来，经过百余年的发展，已经成为人们不可或缺的交通工具。车辆普及的同时，也带来了包括道路拥堵、交通事故、尾气排放等一系列问题。为了解决这些问题，业界提出了智能交通系统(ITS)的设想，其核心是将人、车、道路等紧密结合协调、协调运作，结合现代计算机技术、电子技术、通信技术和优化控制技术等，建立大范围、全方位、持久发挥作用的城市道路综合管理系统，提供高效、实时、准确的道路信息，能够有效地降低交通阻塞及事故的发生。目前已经提出的ITS解决方案中，主要使用的包括毫米波雷达、短距无线通信(IEEE802.11p)、3G/4G移动通信等，但都存在包括无线频谱资源受限、实时性差、费用高昂等缺点[Pengju FANG,et al.A Visible Light Communication basedInfra-to-Vehicle Intelligent Transport Demo System.IEEE ICCVE2015]。

可见光通信(VLC)技术是一种兼具照明和通信的通信手段，其核心是将高速数据调制在白光发光二极管(LED)上，由于调制频率极高，不会对照明产生影响。接收端采用光电检测器(PIN)或图像检测器接收VLC信号后，经解调即可还原出信息。与传统的射频频段短距无线通信相比，可见光通信技术最大的优点包括无需频谱资源分配，同时由于其工作频段极高，可以获得很高的信号传输速率(可达Gb/s级或更高)。学术界和工业界普遍认为其将是未来短距接入网络环境中最有前途的解决方案之一[Jonathan Wells.Faster thanfiber:The future of multi-G/s wireless.IEEE Microwave Magazine,2009,Volume:10,Issue:3]。

LED被广泛认为是继白炽灯和荧光灯之后的第三代照明光源，目前在包括室内照明、交通信号灯、以及车辆照明系统中已经得到普遍使用，这也为推广基于LED的VLC系统奠定了良好的基础。将可见光通信技术引入智能交通系统应用场景，可以有效解决车辆与车辆间(Vehicle-to-Vehicle，V2V)以及车辆与固定设施间(Vehicle-to-Infrastructure，V2I)的通信难题，实现车辆运动位置/轨迹确定、道路交通信息预警、车辆变道/碰撞避免等功能。

未来的智能交通系统中，首要解决的是车辆自动(智能)驾驶，其核心的技术难点是精确的车辆定位问题，可见光通信技术为其提供了可靠的解决手段。

实用新型内容

本实用新型的提出一种支持双边定位的可见光通信(VLC)智能交通系统，其可以在车辆与道路交通基础设施间进行双向通信，并用以解决智能交通系统中最为基础和重要的车辆精确定位问题。