可见光接收端的调整方法及相关设备技术

本申请提供了一种可见光接收端调整方法，用于对可见光接收端进行调整，可见光接收端包括透镜组及光电二极管PD阵列，具体地，该方法在可见光接收端与发光阵列的相对位置变化过程中，调整透镜组，以使可见光通过透镜组后，由PD阵列采集到完整且清晰的可见光图像，可见光图像中包含有通信信息，对该可见光通信信息进行解析后，便可以实现可见光通信。另外，本申请还提供了一种可见光接收端及可见光通信系统，用以保证所述方法在实际中的应用及实现。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及可见光通信
，更具体地，是可见光接收端的调整方法、可见光接收端、及可见光通信系统。
技术介绍
可见光通信，是指利用可见光波谱如灯泡发出的光进行数据传输的无线传输技术。在可见光通信中，灯泡等发射的光，由通信终端接收并解析，从而实现通信。目前，对可见光通信的研究主要是针对位置相对固定的发射端及接收端，即灯泡等发射端与通信终端的相对位置固定，还并未涉及在相对位置变化场景中，如何进行可见光通信。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供了一种可见光接收端的调整方法，用以在可见光接收端与发光阵列相对位置变化过程中，实现可见光通信。另外，本申请还提供了一种可见光接收端及可见光通信系统，用以保证所述方法在实际中的应用及实现。为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下：本申请提供了一种可见光接收端的调整方法，所述可见光接收端可接收发光阵列发出的可见光，所述可见光接收端包括透镜组及光电二极管PD阵列，该方法包括：在所述可见光接收端与所述发光阵列的相对位置变化过程中，调整所述透镜组，以使所述可见光通过所述透镜组后，由所述PD阵列采集到完整且清晰的可见光图像。上述的可见光接收端的调整方法中，调整所述透镜组的方式包括：调整所述透镜组的光轴，以使所述光轴通过所述发光阵列所在平面的中心点。上述的可见光接收端的调整方法中，调整所述透镜组的方式还包括：调整所述透镜组的焦距，以使所述PD阵列采集到的可见光图像的中心位置的清晰度最高。上述的可见光接收端的调整方法中，调整所述透镜组的方式还包括：调整所述透镜组的入瞳直径，以使所述PD阵列采集到的可见光图像的边缘的清晰度最高。上述的可见光接收端的调整方法中，所述发光阵列位置固定，所述可见光接收端处于移动状态。另外，本申请还提供了一种可见光接收端，包括：透镜组、光电二极管PD阵列、及控制单元；其中：所述控制单元，用于在所述可见光接收端与发光阵列的相对位置变化过程中，调整所述透镜组，以使所述可见光通过所述透镜组后，由所述PD阵列采集到完整且清晰的可见光图像。上述的可见光接收端中，所述控制单元包括：光轴调整子单元，用于调整所述透镜组的光轴，以使所述光轴通过所述发光阵列所在平面的中心点。上述的可见光接收端中，所述控制单元还包括：焦距调整子单元，用于调整所述透镜组的焦距，以使所述PD阵列采集到的可见光图像的中心位置的清晰度最高。上述的可见光接收端中，所述控制单元还包括：入瞳直径调整子单元，用于调整所述透镜组的入瞳直径，以使所述PD阵列采集到的可见光图像的边缘的清晰度最高。本申请还提供了一种可见光通信系统，包括：发光阵列、及上述任意一种可见光接收端。由以上技术方案可知，本申请提供了一种可见光接收端调整方法，用于对可见光接收端进行调整，可见光接收端包括透镜组及光电二极管PD阵列，具体地，该方法在可见光接收端与发光阵列的相对位置变化过程中，调整透镜组，以使可见光通过透镜组后，由PD阵列采集到完整且清晰的可见光图像，
可见光图像中包含有通信信息，对该可见光通信信息进行解析后，便可以实现可见光通信。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请提供的可见光通信系统示意图；图2为本申请提供的可见光接收端中PD阵列与透镜组的示意图；图3为本申请提供的可见光通信的光学剖面示意图；图4A为本申请提供的成像原理的一个示意图；图4B为与图4A对应的成像原理的简化示意图；图5为本申请提供的可见光接收端的示意图；图6为本申请提供的可见光通信系统的示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请应用在可见光通信场景中，如图1所示的室内可见光通信场景中，LED(Light Emitting Diode，发光二极管)阵列作为照明光源的同时，也可以作为通信的发射端。图中移动或者固定的人可以持有通信设备，通信设备上设置有可见光接收端，用来接收LED阵列发射的可见光通信信号。需要说明的是，本申请并非局限于应用在室内环境的可见光通信，还可以是室外的可见光通信。发光阵列也并非局限于LED阵列，还可以是其他形式。另外，本申请也并未限定应用在发光阵列固定、可见光接收端移动的场
景中，对于可见光接收端固定、而发光阵列移动的场景也可以使用本申请提供的接收端调整方法。图2示出了可见光接收端的一个示意图。如图2所示，可见光接收端至少包括由多个透镜组成的透镜组、以及光电二极管PD阵列。各个透镜沿着与光电二极管PD阵列垂直的方向依次排列，且各个透镜的中心点在一条直线上，该直线即该透镜组的光轴。其中，透镜组可以称为成像光学系统。发光阵列发出的可见光透过透镜组后，可以在一平面上成像，该平面称为景象平面(或接收平面)，PD阵列可以采集到该可见光图像。可见光图像类似二维码，其中包含有通信信息，由解析单元对可见光图像进行解析后，便可以获得通信信息。其中，解析方法可以是现有的任意一种，本申请并不做赘述。本申请提供的可见光接收端调整方法，用来在可见光接收端与发光阵列的相对位置变化过程中，对可见光接收端进行调整，以使可见光接收端能接收到完整且清晰的可见光图像。在实际应用中，对可见光接收端的调整可以包括对透镜组光轴、透镜组焦距、及透镜组入瞳直径的调整中的任意一个或多个。其中，对透镜组光轴的调整是为了保证PD阵列可以采集到完整的可见光图像。对透镜组焦距及入瞳直径的调整是为了保证PD阵列可以采集到清晰的可见光图像。以下分别具体说明如何进行调整。调整1：调整透镜组的光轴，以使光轴通过发光阵列所在平面的中心点。见图3，其示出了可见光通信的光学剖面示意图。在图3中，发光阵列为4*4的LED阵列，可见光接收端中的PD阵列也是4*4的阵列。可见光接收端在某个位置时，透镜组与LED阵列成一定夹角，为了保证PD阵列采集到的可见光图像是完整的，则必须调整透镜组与水平面的夹角(或者认为是透镜组与LED阵列所在平面的夹角)，并在调整角度过程中，监测PD采集到的可见光图像的光照强度的变化趋势，确定出光照强度的最大值，并将该光照强度最大值所对应的夹角确定为透镜组当前应当所处的角度，进而将透镜组调整到该角度。需要说明的是，PD阵列采集到可见光图像的光照强度值最大时，透镜组
的光轴正好通过发光阵列所在平面的中心点，如图3所示，虚线表示透镜组的光轴，该光轴穿过发光阵列的中心点。以上是可见光接收端在某一个位置点时，如何对透镜组的光轴进行调整。在可见光接收端移动的过程中，需要实时按照上述方法调整透镜组的光轴，以保证可见光接收端在不同的位置点时，PD阵列都能采集到完整的可见光图像。在进行上述调整后，进一步需要保证PD阵列采集到的可见光图像是清晰的。因此，需要执行下述调整2及调整3。调整2：调整透镜组的焦距，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可见光接收端的调整方法，其特征在于，所述可见光接收端可接收发光阵列发出的可见光，所述可见光接收端包括透镜组及光电二极管PD阵列，该方法包括：在所述可见光接收端与所述发光阵列的相对位置变化过程中，调整所述透镜组，以使所述可见光通过所述透镜组后，由所述PD阵列采集到完整且清晰的可见光图像。

【技术特征摘要】
1.一种可见光接收端的调整方法，其特征在于，所述可见光接收端可接收发光阵列发出的可见光，所述可见光接收端包括透镜组及光电二极管PD阵列，该方法包括：在所述可见光接收端与所述发光阵列的相对位置变化过程中，调整所述透镜组，以使所述可见光通过所述透镜组后，由所述PD阵列采集到完整且清晰的可见光图像。2.根据权利要求1所述的可见光接收端的调整方法，其特征在于，调整所述透镜组的方式包括：调整所述透镜组的光轴，以使所述光轴通过所述发光阵列所在平面的中心点。3.根据权利要求2所述的可见光接收端的调整方法，其特征在于，调整所述透镜组的方式还包括：调整所述透镜组的焦距，以使所述PD阵列采集到的可见光图像的中心位置的清晰度最高。4.根据权利要求3所述的可见光接收端的调整方法，其特征在于，调整所述透镜组的方式还包括：调整所述透镜组的入瞳直径，以使所述PD阵列采集到的可见光图像的边缘的清晰度最高。5.根据权利要求1所述的可见光接收端的调整方法，其特征在于，所述发光阵列位置固定，所述可...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱义君，张海勇，于宏毅，邬江兴，张剑，仵国锋，汪涛，田忠骏，刘洛琨，李青，
申请(专利权)人：中国人民解放军信息工程大学，
类型：发明
国别省市：河南;41