[發(fā)明專利]用于可見光成像定位的條紋識(shí)別和信息檢測(cè)算法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710132034.X
• 申請(qǐng)日: 2017-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN107104730B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉娜;江明;李正鵬;區(qū)志行;張朝婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東順德中山大學(xué)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)國際聯(lián)合研究院;廣州極匯信息科技有限公司;中山大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/116
• 分類號(hào): H04B10/116;H04B10/556;H04B10/67;H04N1/031
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種用于可見光成像定位的條紋識(shí)別和信息檢測(cè)算法，該方法用于采用FSOOK調(diào)制的LED發(fā)射機(jī)，且LED燈具安裝有燈罩和基于CMOS圖像傳感器的接收機(jī)所組成的可見光通信系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

S1：在接收機(jī)CMOS圖像傳感器前面放置一層減光材料來產(chǎn)生清晰的明暗條紋圖像；

S2：從得到的明暗條紋圖像中，獲取有效的條紋區(qū)域；

S3：將得到的條紋區(qū)域轉(zhuǎn)換為灰度圖像，對(duì)灰度圖像先后進(jìn)行自相關(guān)、差分處理得到灰度圖像的估計(jì)行數(shù)值；

S4：利用該估計(jì)行數(shù)值計(jì)算出估計(jì)的FSOOK信號(hào)調(diào)制頻率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于可見光成像定位的條紋識(shí)別和信息檢測(cè)算法，其特征在于，所述步驟S3的具體過程如下：

S31：求灰度圖像每行像素的灰度值的平均值M_i，即每行像素灰度值總和除以該行的列數(shù)，將N個(gè)灰度平均值存儲(chǔ)在數(shù)組G_average(n),n＝1,2,…N；

S32：對(duì)數(shù)組G_average(n)進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，將所得到的結(jié)果保存在數(shù)組A(i)中,i＝1,2,···，2N-1；

S33：取出數(shù)組A(i)元素取值分布圖中處在波峰位置的元素的索引號(hào)并保存在數(shù)組B(o)，o＝1,2,···，M，其中M為上述元素的總數(shù)；

S34：對(duì)數(shù)組B進(jìn)行差分運(yùn)算，即當(dāng)前元素值減去上一個(gè)元素值，將結(jié)果保存在C(m)中,m＝1,2,...，M-1。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于可見光成像定位的條紋識(shí)別和信息檢測(cè)算法，其特征在于，所述步驟S32中對(duì)數(shù)組G_average(n)進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算：

其中A_GG(a)為數(shù)組G_average中第a個(gè)元素的自相關(guān)函數(shù)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于可見光成像定位的條紋識(shí)別和信息檢測(cè)算法，其特征在于，所述步驟S32中對(duì)數(shù)組G_average(n)進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算：

其中，φ_average(k)為G_average(n)的離散傅里葉變換，數(shù)組G_average(n)補(bǔ)零擴(kuò)大到2N-1,其中k＝0,1,2,···,N-1。

5.根據(jù)權(quán)利要求3-4任一項(xiàng)所述的用于可見光成像定位的條紋識(shí)別和信息檢測(cè)算法，其特征在于，所述步驟S4中計(jì)算灰度圖像的估計(jì)行數(shù)值的過程如下：

由于每個(gè)合法的FSOOK信號(hào)調(diào)制頻率是已知的，它們所對(duì)應(yīng)的真實(shí)行數(shù)可根據(jù)公式計(jì)算，其中，f_LED為FSOOK信號(hào)調(diào)制頻率，f_S為攝像頭的行掃描頻率，L_LED為一對(duì)明暗條紋的像素行數(shù)，表示向下取整的操作；故每個(gè)真實(shí)行數(shù)對(duì)應(yīng)的有效行數(shù)可由公式得到，其中，有效行數(shù)定義為行數(shù)的真值R_T的浮動(dòng)范圍，W為可見光通信系統(tǒng)合法頻率值的總數(shù)；

將前述M-1個(gè)行數(shù)值C(m)中的每一個(gè)數(shù)值與進(jìn)行比較，并統(tǒng)計(jì)C(m)匹配的次數(shù)，得到下表：

由該表找出S_wm的最大值：

則其所對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)的真實(shí)行數(shù)值R_T,max，即可視為最終的估計(jì)行數(shù)值

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于可見光成像定位的條紋識(shí)別和信息檢測(cè)算法，其特征在于，所述步驟S2中采用圖像形狀識(shí)別算法從明暗條紋圖片中，獲取有效的條紋區(qū)域。