[發明專利]一種基于變數據區長度的可見光通信編碼擴碼方法

有效

• 申請號: 201710483533.3
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107222260B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 劉廷章;邰敏
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/516;H04B10/50
• 代理公司: 31205 上海上大專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 陸聰明

本發明公開了一種基于變數據區長度的可見光通信編碼擴碼方法。步驟包括：通過數據區編碼變長度分解方法將n位長編碼分成k組數據區長度不一致的短編碼，為短編碼添加區分符，構成k組通信碼；然后LED燈具通過變長度編碼發送方法將通信碼序列循環發送出去；可見光通信接收終端通過變長度編碼接收方法，采用攝像頭接收通信碼序列并形成p張圖像；可見光通信接收終端通過圖像解碼與合成方法得到k組短編碼，還原成原n位長編碼，長編碼為發送端LED燈的唯一ID碼，可對應該LED燈的特征信息。本發明所述的基于變數據區長度的可見光通信編碼擴碼方法，擴碼后編碼數量顯著增加，而且實現方法簡單、實時性高，增強了成像室內定位技術的實用性。

技術領域

本發明涉及室內定位技術領域，具體涉及一種基于變數據區長度的可見光通信編碼擴碼方法。

背景技術

可見光通信技術(Visible Light communication，VLC)，其原理是將需要傳輸的信息編碼成一段特殊信號，用某種調制方法將這個信號附加到LED燈具的驅動電流上，使LED燈具以極高的頻率閃爍。雖然人眼看不到這種閃爍，但是通過光敏設備或者成像元件可以檢測到這種高頻閃爍并將其還原為要傳輸的信息，從而通過燈具完成信息傳輸的目的；室內定位技術作為導航的“最后一公里”，一直是當前的關注熱點，在這方面現有的研究方法有基于LED、Wi-Fi、射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)、ZigBee、超聲波、藍牙、計算機視覺等的定位技術。

與其他室內定位技術相比，基于VLC的室內定位技術有如下優點：VLC技術帶寬資源豐富，不需獲得管理機構的授權；基于VLC的定位系統不會產生任何電磁干擾，也不易受外部電磁干擾影響；基于VLC的室內定位使用LED做光源，兼顧照明與定位。

基于VLC的室內定位技術可分為非成像定位技術和成像定位技術兩類；其中成像定位技術用CMOS成像器件做接收端，根據燈具的成像，通過圖像處理還原燈具傳輸的信號，獲得燈具的特征信息。

成像定位技術的第一個缺點是圖像處理耗時大，若進行多圖處理，圖片數量過多時會影響到定位的實時性；第二個缺點是：成像定位技術中使用數據流的編碼技術在通信時都需要添加區分符，以提高抗干擾能力，如果無區分符會造成通信誤碼及譯碼困難，但此時區分符會占用有效的數據編碼區域資源；而且一般攝像頭由于拍攝距離和硬件的限制，可以拍攝到的對應編碼的圖像條紋數目是有限的，比如在3米的距離時，拍攝直徑180mm的筒燈，手機前置攝像頭在典型情況下一張圖像只能拍攝到30多個編碼條紋，去掉數據區兩端的區分符及合理的余量，單圖數據區可以表示的編碼數量是很有限的。

數據區可表示的編碼數量多少關系到可以使用的燈具數量、定位場所面積大小，也會影響到室內定位的精度；在一些典型的應用場景中，比如商場，地下停車場，為了避免由于LED燈間距過大導致的定位盲區，需要對大量的燈具進行編碼，編碼數量要求達到十萬甚至百萬以上，在拍攝距離和攝像頭硬件的限制下，單圖數據區可以表示的編碼數量遠遠不夠，這限制了基于VLC的室內定位技術的應用。尋找一種簡單高效的擴碼方法，擴充數據區的長度，解決編碼數量問題，是目前基于VLC的室內定位技術急需解決的關鍵技術。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種基于變數據區長度的可見光通信編碼擴碼方法，以解決現有技術中，實際應用時攝像頭硬件以及拍攝距離限制下的編碼數量不夠，無法滿足大面積定位場所需求的問題。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于變數據區長度的可見光通信編碼擴碼方法，包括如下步驟：

步驟1、通過數據區編碼變長度分解方法，將n位長編碼數據進行分段，分成k組數據區長度不一致的短編碼，為短編碼添加區分符，構成k組通信碼；

步驟2、LED燈具通過變長度編碼發送方法，將k組通信碼序列循環發送出去；