[實(shí)用新型]一種基于偏振的可見光定位方法的硬件系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721470144.9
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN207516539U
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳玉香;關(guān)偉鵬;劉曉偉;方良韜;謝燦宇
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: G01S5/16
• 分類號: G01S5/16;H04B10/116
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本實(shí)用新型公開了一種基于偏振的可見光定位方法的硬件系統(tǒng)，基于偏振調(diào)制技術(shù)，燈具發(fā)出的光束經(jīng)過發(fā)射端產(chǎn)生不同顏色不同偏振方向的偏振光束。發(fā)射端的第一偏振片將燈具發(fā)出的非偏振光轉(zhuǎn)換為偏振光，經(jīng)過液晶層對偏振光進(jìn)行二進(jìn)制色移鍵控(BCSK)調(diào)制，經(jīng)過色散器對液晶層發(fā)出的偏振光色散為不同顏色的偏振光。在接收端，光束經(jīng)過第二偏振片只通過一束偏振光且過濾掉其余方向的偏振光，將光的偏振變化轉(zhuǎn)化為亮度變化，以被圖像設(shè)備精確捕捉；結(jié)合基于相機(jī)的接收角度(AOA)定位算法，實(shí)現(xiàn)較高精度定位。本實(shí)用新型可以降低系統(tǒng)計(jì)算難度，提高可見光定位的精度，適用于電子移動(dòng)終端設(shè)備，如智能手機(jī)，平板電腦，谷歌眼鏡等。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及可見光通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于偏振的可見光定位方法的硬件系統(tǒng)。

背景技術(shù)

可見光通信是一項(xiàng)在基礎(chǔ)公共照明設(shè)施上增加數(shù)據(jù)傳輸功能就可以搭建無線通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，與傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)相比，可見光通信技術(shù)具有帶寬資源豐富、不受電磁干擾、兼顧照明與定位等優(yōu)點(diǎn)。

由于受到多徑效應(yīng)和路徑損耗的影響，傳統(tǒng)的GPS導(dǎo)航定位并不能滿足人們對于定位精度的要求。因此，出現(xiàn)了一系列基于藍(lán)牙、WIFI、超聲、紅外的室內(nèi)定位系統(tǒng)，但是由于定位精度和安裝成本的問題，這些定位系統(tǒng)都并未得到大范圍應(yīng)用。可見光通信定位是一項(xiàng)提高室內(nèi)定位精度的技術(shù)，室內(nèi)照明燈具將信標(biāo)節(jié)點(diǎn)附加到光源上發(fā)送出去，接收端接收識別光信號解析出燈具發(fā)送的身份識別信息，并利用相應(yīng)定位算法完成定位。該技術(shù)能在不影響室內(nèi)正常照明的情況下完成室內(nèi)精準(zhǔn)定位，同時(shí)燈具照明的大量應(yīng)用，降低了技術(shù)成本，便于該技術(shù)推廣。

現(xiàn)有基于強(qiáng)度調(diào)制的可見光定位系統(tǒng)中，考慮到大氣湍流引起的光強(qiáng)閃爍效應(yīng)，發(fā)射端需要提供高速率脈沖以避免燈光強(qiáng)閃爍造成的不良影響，從而系統(tǒng)接收端需要相當(dāng)復(fù)雜的設(shè)備來滿足對高速率脈沖的檢測接收，系統(tǒng)的搭建成本提高且給系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)帶來嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。因此,如何避免光強(qiáng)閃爍效應(yīng)，更精確且低成本地進(jìn)行可見光定位,是本實(shí)用新型亟待解決的技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種基于偏振的可見光定位方法的硬件系統(tǒng)。

根據(jù)公開的實(shí)施例，本實(shí)用新型的公開了一種基于偏振的可見光定位方法的硬件系統(tǒng)，所述的硬件系統(tǒng)包括：VLC發(fā)射端和VLC接收端，

其中，所述的VLC發(fā)射端包括依次平行設(shè)置第一偏振片、液晶層、色散器，其中所述的液晶層與FPGA輸出端相連；所述的第一偏振片將外部光源發(fā)出的非偏振光轉(zhuǎn)換為偏振光；所述的液晶層通過FPGA施加的控制電壓對偏振光進(jìn)行二進(jìn)制色移鍵控調(diào)制；所述的色散器對液晶層發(fā)出的偏振光色散為不同顏色的偏振光；

所述的VLC接收端包括第二偏振片、圖像采集器、電子信號處理器、液晶顯示屏，其中，所述的第二偏振片設(shè)置于所述的圖像采集器的正前方，所述的圖像采集器、所述的電子信號處理器、所述的液晶顯示屏依次連接，所述的第二偏振片根據(jù)偏振方向只允許通過一束偏振光并過濾掉其余光束，并將經(jīng)過第二偏振片的光學(xué)圖像投射到圖像傳感器表面；所述的圖像傳感器用于檢測出光束亮度變化，發(fā)生光電效應(yīng)后在照射像素單元內(nèi)產(chǎn)生包含圖像中像素?cái)?shù)據(jù)的電信號；所述的電子信號處理器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)化變?yōu)閿?shù)字圖像信號，再經(jīng)過數(shù)字信號加工處理完成成像環(huán)節(jié)，處理后的數(shù)字圖像信號通過所述的液晶顯示屏呈現(xiàn)出來。

進(jìn)一步地，所述的液晶層的控制端由FPGA控制，將需要發(fā)射的數(shù)據(jù)輸入到FPGA中轉(zhuǎn)化為控制電壓，通過對液晶層施加控制電壓來進(jìn)行偏振光調(diào)制，用暗亮狀態(tài)編碼“0”和“1”表示。

進(jìn)一步地，所述的FPGA包括可配置邏輯模塊CLB、可編程輸出輸入模塊IOB，并通過內(nèi)部總線相連通。

本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：