使用遠(yuǎn)程控制的可見光通信的制作方法
【專利摘要】根據(jù)本公開的一個(gè)方面，一種照明系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程控制單元（4）和包括光驅(qū)動(dòng)器（13）和光發(fā)射器（14）的至少一個(gè)照明設(shè)備（2a、2b、2c）。該遠(yuǎn)程控制單元（4）包括圖像捕獲單元（5）并且被布置成控制照明設(shè)備（2a、2b、2c）。為了這樣做，遠(yuǎn)程控制單元（4）接收涉及圖像捕獲單元（5）的當(dāng)前/現(xiàn)有設(shè)置的信息，然后基于這些設(shè)置確定用于可見光通信的信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)。該一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)然后被傳遞到所述至少一個(gè)照明設(shè)備（2a、2b、2c）。在其被接收之后，光驅(qū)動(dòng)器（13）基于所接收的性質(zhì)生成光發(fā)射控制信號(hào)，并且由光發(fā)射器（14）基于光發(fā)射控制信號(hào)來(lái)發(fā)射可見光通信。根據(jù)另一方面，照明設(shè)備（2a、2b、2c）對(duì)所發(fā)射的調(diào)制光進(jìn)行適配并對(duì)調(diào)制進(jìn)行適配以便不對(duì)應(yīng)于圖像捕獲單元（5）的盲點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】使用遠(yuǎn)程控制的可見光通信
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明系統(tǒng)領(lǐng)域，并且具體來(lái)說(shuō)，涉及用于控制照明系統(tǒng)中的一組照明設(shè)備的遠(yuǎn)程控制單元和與其相對(duì)應(yīng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]集成照明裝置(包括越來(lái)越多的具有高級(jí)呈現(xiàn)(rendering)能力的可單獨(dú)控制的光源、照明設(shè)備、照明裝置、照明布置等等)的出現(xiàn)可以被視為用于專業(yè)市場(chǎng)和消費(fèi)者市場(chǎng)二者的轉(zhuǎn)換照明系統(tǒng)。這帶來(lái)了對(duì)于能夠充分利用完整照明基礎(chǔ)設(shè)施的呈現(xiàn)能力的直觀控制的需求。已經(jīng)提出數(shù)個(gè)方案來(lái)控制光源、照明設(shè)備、照明裝置、照明布置等等。
[0003]用于光源的選擇和高級(jí)控制的光學(xué)自由空間通信(B卩，可見光(VL)和紅外(IR)通信)先前已經(jīng)被提出，并且將被稱為編碼光(CL)。一般而言，已經(jīng)提出編碼光來(lái)使得能夠?qū)崿F(xiàn)光源的高級(jí)控制。編碼光是基于將數(shù)據(jù)、(除其它之外)不可見標(biāo)識(shí)符嵌入光源的光輸出中的。編碼光可以因此被限定為可見光源的光輸出中的數(shù)據(jù)和標(biāo)識(shí)符的嵌入，其中嵌入的數(shù)據(jù)和/或標(biāo)識(shí)符優(yōu)選地不影響光源的主要照明功能。因此，與數(shù)據(jù)和/或標(biāo)識(shí)符相關(guān)的對(duì)所發(fā)射的光的任何調(diào)制應(yīng)該基本上對(duì)人類不可見。這慮及諸如聯(lián)網(wǎng)照明系統(tǒng)的交互式場(chǎng)景設(shè)置、調(diào)試和重新調(diào)試的應(yīng)用。編碼光可以在其中編碼照明系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)光源被配置成發(fā)射編碼光并且由此將信息傳遞到接收器的通信應(yīng)用中使用。
[0004]用于控制光源、照明設(shè)備、照明裝置、照明布置等等的一個(gè)示例涉及點(diǎn)和控制的概念；該方案利用編碼光的原理以及能夠檢測(cè)遠(yuǎn)程控制單元所指向的光源或者照明裝置的碼并且由此標(biāo)識(shí)發(fā)射編碼光的光源或者照明裝置的該遠(yuǎn)程控制單元。這樣的遠(yuǎn)程控制單元通常包括用于檢測(cè)由光源或者照明裝置所發(fā)射的編碼光的一個(gè)或多個(gè)光電二極管?？商鎿Q地，遠(yuǎn)程控制單元可以包括用于檢測(cè)編碼光的照相機(jī)。點(diǎn)和控制的概念的一種實(shí)現(xiàn)涉及使光源和照明裝置發(fā)送唯一的編碼光信號(hào)。不同的光源或者照明裝置發(fā)送不同的信號(hào)(即具有不同的嵌入式唯一標(biāo)識(shí)符的信號(hào))。適合于該目的的信號(hào)的一個(gè)示例是脈沖寬度調(diào)制(PWM)0點(diǎn)和控制方案示出了以下優(yōu)勢(shì):其中將編碼光用作使用戶能夠通過(guò)簡(jiǎn)單地將遠(yuǎn)程控制單元指向照明裝置來(lái)選擇它的手段。如上文所述，該方案采用光電二極管以便檢測(cè)每個(gè)照明裝置的編碼光消息。已經(jīng)提出借助于標(biāo)準(zhǔn)照相機(jī)來(lái)檢測(cè)和解碼編碼光。
[0005]歐洲專利申請(qǐng)EP11159149.1涉及用于檢測(cè)嵌入照明光檢測(cè)系統(tǒng)的光輸出中的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。光檢測(cè)系統(tǒng)捕獲從2D圖像中的場(chǎng)景輸出的光，并且時(shí)間轉(zhuǎn)換的線實(shí)例用作光采樣時(shí)刻。在圖像捕獲過(guò)程期間光檢測(cè)裝置上連續(xù)行的捕獲之間的時(shí)間轉(zhuǎn)換引起場(chǎng)景的最后捕獲的圖像中對(duì)應(yīng)于利用所述調(diào)制光源照射的對(duì)象的部分或者對(duì)應(yīng)于光源本身的那些區(qū)域的像素值的線方式(line-wise)的變化。像素值的線方式變化構(gòu)成在被照射的對(duì)象處的圖像上面的疊加的水平線模式。編碼光中的消息(即，嵌入碼)的解碼要求恢復(fù)與調(diào)制光源的原始強(qiáng)度變化相關(guān)聯(lián)的I維(ID)信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]所附實(shí)施例的發(fā)明人已經(jīng)標(biāo)識(shí)利用以上所述概念的若干缺點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在對(duì)通常嵌入便攜式電子設(shè)備中的照相機(jī)的基本限制，所述便攜式電子設(shè)備諸如(但不限于)呈現(xiàn)不總是可靠和/或可復(fù)寫的檢測(cè)的移動(dòng)通信設(shè)備(諸如移動(dòng)電話、智能電話、平板計(jì)算機(jī)和膝上型計(jì)算機(jī))。這樣的照相機(jī)通常配備有自動(dòng)地設(shè)置一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的控制機(jī)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明的目標(biāo)是克服這些問(wèn)題，并且提供用于控制發(fā)射編碼光的一組光源的遠(yuǎn)程控制單元和方法，其是較不耗費(fèi)時(shí)間的、可擴(kuò)展的并且靈活的，而不是復(fù)雜或者易于出錯(cuò)的，并且其可以是基于照相機(jī)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該目標(biāo)和其它目標(biāo)通過(guò)用于控制一組照明設(shè)備的遠(yuǎn)程控制單元來(lái)達(dá)到，該遠(yuǎn)程控制單元包括被布置成基于圖像捕獲單元的當(dāng)前設(shè)置來(lái)確定用于可見光通信VLC的信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)的處理單元；以及被布置成將與該性質(zhì)相關(guān)的控制信號(hào)傳送到該組照明設(shè)備的傳送器。
[0009]有利地，這使得遠(yuǎn)程控制單元能夠檢測(cè)來(lái)自照明設(shè)備的調(diào)制光。有利地，該光已經(jīng)根據(jù)圖像捕獲單元的設(shè)置來(lái)調(diào)制，由此慮及最佳檢測(cè)。有利地，這允許遠(yuǎn)程控制單元的用戶手動(dòng)地或自動(dòng)地設(shè)置圖像捕獲單元的參數(shù)和設(shè)置而不需要考慮由照明設(shè)備所發(fā)射的光的性質(zhì)。有利地，這提供了在調(diào)制光的傳送和檢測(cè)方面的自控制系統(tǒng)。
[0010]根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)前設(shè)置涉及圖像捕獲單元的當(dāng)前曝光時(shí)間指示。根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)前設(shè)置涉及圖像捕獲單元的當(dāng)前曝光指數(shù)等級(jí)，和/或優(yōu)選地該性質(zhì)涉及有待被該組照明設(shè)備使用的功率電平。第一優(yōu)選實(shí)施例可以與第二優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合，由此當(dāng)前設(shè)置選擇性地涉及當(dāng)前曝光時(shí)間指示或當(dāng)前曝光指數(shù)等級(jí)，或者當(dāng)前曝光時(shí)間指示和當(dāng)如曝光指數(shù)等級(jí)二者。
[0011]根據(jù)實(shí)施例，該性質(zhì)涉及頻率特性，諸如主調(diào)制頻率。根據(jù)實(shí)施例，處理單元被布置成通過(guò)整形信號(hào)的頻譜來(lái)確定用于可見光通信的信號(hào)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，該目標(biāo)通過(guò)包括遠(yuǎn)程控制單元和至少一個(gè)照明設(shè)備的系統(tǒng)來(lái)達(dá)到，其中遠(yuǎn)程控制單元被布置成控制照明設(shè)備，遠(yuǎn)程控制單元包括被布置成基于圖像捕獲單元的當(dāng)前設(shè)置來(lái)確定用于可見光通信的信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)的處理單元、以及被布置成將控制信號(hào)傳送到該組照明設(shè)備的傳送器，該控制信號(hào)與該性質(zhì)有關(guān)；并且所述至少一個(gè)照明設(shè)備包括被布置成接收控制信號(hào)的接收器、被布置成基于控制信號(hào)二生成光發(fā)射控制信號(hào)的光驅(qū)動(dòng)器、以及被布置成基于光發(fā)射控制信號(hào)而發(fā)射可見光通信的光發(fā)射器。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，該目標(biāo)通過(guò)用于控制一組照明設(shè)備的方法來(lái)達(dá)到，該方法包括:由處理單元基于圖像捕獲單元的當(dāng)前設(shè)置來(lái)確定用于可見光通信的信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)；并且由傳送器來(lái)將與該性質(zhì)相關(guān)的控制信號(hào)傳送到該組照明設(shè)備。所述方法可以被提供為可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如非易失性存儲(chǔ)介質(zhì))上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)
品O
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了包括光發(fā)射器和光驅(qū)動(dòng)器的照明設(shè)備。該光發(fā)射器被布置成發(fā)射可見光輸出，該可見光輸出被以主調(diào)制頻率調(diào)制以將數(shù)據(jù)嵌入光輸出中，以用于由圖像捕獲單元檢測(cè)。該光驅(qū)動(dòng)器被布置成對(duì)調(diào)制頻率進(jìn)行適配，以便不對(duì)應(yīng)于由圖像捕獲單元的采集過(guò)程所產(chǎn)生的盲點(diǎn)。[0015]例如在實(shí)施例中，光驅(qū)動(dòng)器可以被布置成對(duì)調(diào)制頻率進(jìn)行適配，以便不對(duì)應(yīng)于由于圖像捕獲單元的采集過(guò)程所產(chǎn)生的低通濾波效應(yīng)而造成的盲點(diǎn)。在實(shí)施例中，所述光驅(qū)動(dòng)器可以被布置成對(duì)調(diào)制頻率進(jìn)行適配，以便不對(duì)應(yīng)于由采集過(guò)程的曝光時(shí)間或者曝光指數(shù)等級(jí)所產(chǎn)生的盲點(diǎn)。在實(shí)施例中，所述光驅(qū)動(dòng)器可以被布置成通過(guò)對(duì)調(diào)制頻率進(jìn)行適配以便不是IzXxp的倍數(shù)來(lái)執(zhí)行所述適配，其中Traip是采集過(guò)程的曝光時(shí)間。在實(shí)施例中，圖像捕獲單元可以具有滾動(dòng)快門照相機(jī)，并且光驅(qū)動(dòng)器可以被布置成對(duì)調(diào)制頻率進(jìn)行適配，以便不對(duì)應(yīng)于由滾動(dòng)快門照相機(jī)的采集過(guò)程所產(chǎn)生的盲點(diǎn)。在實(shí)施例中，曝光時(shí)間或者曝光指數(shù)等級(jí)是滾動(dòng)快門照相機(jī)的曝光時(shí)間或者曝光指數(shù)等級(jí)。
[0016]可選地，在實(shí)施例中，照明設(shè)備可以包括被布置成從遠(yuǎn)程控制單元接收控制信號(hào)的接收器，并且光驅(qū)動(dòng)器可以被布置成基于所述控制信號(hào)來(lái)執(zhí)行調(diào)制頻率的所述適配。在實(shí)施例中，控制信號(hào)可以是基于圖像捕獲單元的設(shè)置的，該設(shè)置由圖像捕獲單元的采集過(guò)程的曝光時(shí)間指示或者曝光指數(shù)等級(jí)來(lái)提供。
[0017]應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明涉及權(quán)利要求書中所記載的特征的所有可能組合。同樣地，第一方面的優(yōu)點(diǎn)適用于第二方面以及第三方面，并且反之亦然。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]現(xiàn)在將參考示出本發(fā)明的(多個(gè))實(shí)施例的附圖來(lái)更詳細(xì)地描述本發(fā)明的上述以及其它方面。
[0019]圖1圖示了根據(jù)實(shí)施例的照明系統(tǒng)；
圖2圖示了根據(jù)實(shí)施例的照明設(shè)備；
圖3示意性地圖示了圖像捕獲單元的低通濾波器特性；
圖4和5圖示了可能的信號(hào)分配的示例；
圖6圖示了基本調(diào)制波形；
圖7圖示了來(lái)自未編碼的隨機(jī)序列的頻譜；
圖8圖示了具有長(zhǎng)度4的重復(fù)碼的頻譜；
圖9圖示了具有長(zhǎng)度10的重復(fù)碼的頻譜；并且 圖10是根據(jù)實(shí)施例的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以示例的方式提供以下實(shí)施例以使得本公開將是詳盡且完整的，并且將充分地將本發(fā)明的范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。貫穿全文，同樣的數(shù)字指代同樣的元件。
[0021]諸如由歐洲專利申請(qǐng)ΕΡ11159149.1所例示的最新發(fā)展已經(jīng)示出利用標(biāo)準(zhǔn)照相機(jī)來(lái)檢測(cè)編碼光的可能性。現(xiàn)在將參考圖1的照明系統(tǒng)I和圖10的流程圖來(lái)公開照明系統(tǒng)的操作。圖1的照明系統(tǒng)I包括被布置成發(fā)射編碼光的至少一個(gè)照明設(shè)備，其由具有參考數(shù)字2a、2b、2c的照明設(shè)備示意性地表示。該至少一個(gè)照明設(shè)備2a、2b、2c可以是照明裝置和/或照明控制系統(tǒng)的一部分。照明系統(tǒng)I可以因此被表示為編碼照明系統(tǒng)。如將參考圖2所進(jìn)一步公開的，照明設(shè)備2a、2b、2c包括接收器、光驅(qū)動(dòng)器和光發(fā)射器。照明裝置可以包括至少一個(gè)這樣的照明設(shè)備2a、2b、2c。術(shù)語(yǔ)“照明設(shè)備”意指出于照射房間中的對(duì)象的目的而被用于在房間中提供光的設(shè)備。房間在該上下文中通常是指公寓房間或者辦公室、體操館、室內(nèi)零售、環(huán)境、劇場(chǎng)布景、公共場(chǎng)所中的房間或者室外環(huán)境的一部分(諸如街道的一部分)。每個(gè)照明設(shè)備2a、2b、2c能夠發(fā)射編碼光，如由箭頭3a、3b、3c所示意性地圖示。所發(fā)射的光因此包括與包括信息序列的編碼光相關(guān)聯(lián)的調(diào)制部分。所發(fā)射的光還可以包括與照明貢獻(xiàn)相關(guān)聯(lián)的未調(diào)制部分。每個(gè)照明設(shè)備2a、2b、2c可以與若干光(或者照明)設(shè)置相關(guān)聯(lián)，(除其它之外)與照明設(shè)備的照明貢獻(xiàn)有關(guān)，諸如顏色、色溫、所發(fā)射的光的強(qiáng)度和頻率。在一般術(shù)語(yǔ)中，照明設(shè)備的照明貢獻(xiàn)可以被限定為由照明設(shè)備2a、2b、2c所發(fā)射的光的時(shí)間平均輸出。
[0022]系統(tǒng)I還包括被稱作遠(yuǎn)程控制單元4的設(shè)備，其被布置成接收并檢測(cè)由系統(tǒng)I中的照明設(shè)備2a、2b、2c所發(fā)射的編碼光。將以若干功能塊的形式描述該遠(yuǎn)程控制單元4。該遠(yuǎn)程控制單元4包括具有用于通過(guò)捕獲包括編碼光的圖像來(lái)檢測(cè)由系統(tǒng)I中的(多個(gè))照明設(shè)備2a、2b、2c所發(fā)射的光的圖像傳感器的圖像捕獲單元5。該圖像捕獲單元5可以被具體化為照相機(jī)(的一部分)。該遠(yuǎn)程控制單元4還包括操作性地耦合到圖像捕獲單元5的處理單元6。該處理單元6分析由圖像捕獲單元5所捕獲的圖像并且從所捕獲的圖像來(lái)將編碼光標(biāo)識(shí)為由照明設(shè)備2a、2b、2c所傳送的。該遠(yuǎn)程控制單元4還包括操作性地耦合到處理單元6的傳送器7。該傳送器7被布置成將如由箭頭8a、8b所示意性地圖示的數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)I中的照明設(shè)備2a、2b、2c中的一個(gè)或多個(gè)。該遠(yuǎn)程控制單元4可以是移動(dòng)通信設(shè)備(諸如移動(dòng)電話、智能電話、平板計(jì)算機(jī)或者膝上型計(jì)算機(jī))的一部分，并且在本文中公開的功能性可以至少部分地被提供為一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用(所謂的“App”)。一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用可以被存儲(chǔ)為限定計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的一個(gè)或多個(gè)軟件產(chǎn)品。
[0023]接下來(lái)將進(jìn)一步參考圖1來(lái)描述遠(yuǎn)程控制單元4的其它功能性和性質(zhì)。遠(yuǎn)程控制單元4包括用于接收來(lái)自至少一個(gè)照明設(shè)備(諸如系統(tǒng)I中的照明設(shè)備2a、2b、2c)的編碼光的圖像捕獲單元5。為了使圖像捕獲單元5以給定曝光接收具有給定照明貢獻(xiàn)的光，圖像捕獲單元5與若干設(shè)置和參數(shù)相關(guān)聯(lián)。
[0024]圖像捕獲單元5可以被布置成以多個(gè)不同的曝光時(shí)間或者快門速度中的一個(gè)來(lái)捕獲圖像。圖像捕獲單元5的當(dāng)前曝光時(shí)間可以由曝光時(shí)間指示來(lái)提供。圖像捕獲單元5可以因此能夠以多個(gè)不同的曝光時(shí)間中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)接收并檢測(cè)光，尤其是編碼光。對(duì)于固定的曝光時(shí)間TMP，圖像捕獲單元5的采集過(guò)程對(duì)所獲得的光信號(hào)產(chǎn)生低通濾波效應(yīng)，由此低通濾波器的截止頻率(以赫茲為單位)由快門速度值Traip (以秒為單位)來(lái)確定。圖3示意性地圖示了作為圖像捕獲單元5的采集過(guò)程的頻率表示的傅里葉變換的絕對(duì)值的低通濾波器特性|H (f (Z)) |，所述圖像捕獲單元5具有滾動(dòng)快門照相機(jī)，其具有曝光時(shí)間T
丄 exp ο
[0025]圖像捕獲單元5還可以被布置成以多個(gè)不同的曝光指數(shù)等級(jí)或者ISO值中的一個(gè)來(lái)捕獲圖像。圖像捕獲單元5可以因此能夠以多個(gè)不同的曝光指數(shù)等級(jí)中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)接收并檢測(cè)光，尤其是編碼光。
[0026]圖像捕獲單元5還可以被布置成沿著一般光檢測(cè)方向來(lái)捕獲視場(chǎng)1a-1Ob內(nèi)的圖像。圖像捕獲單元5因此能夠接收并檢測(cè)視場(chǎng)1a-1Ob內(nèi)的光，尤其是編碼光。一般光檢測(cè)方向可以通過(guò)改變圖像捕獲單元5的方向來(lái)改變。視場(chǎng)1a-1Ob可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制單元4執(zhí)行放大操作而變窄。類似地，視場(chǎng)1a-1Ob可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制單元4執(zhí)行縮小操作而變寬。由此，圖像捕獲單元5能夠在多個(gè)不同的方向上并且利用多個(gè)不同的視場(chǎng)來(lái)捕獲圖像。[0027]圖像捕獲單元5的其它參數(shù)和設(shè)置可以包括噪聲降低、白平衡、對(duì)比度、伽馬值、焦點(diǎn)和分辨率(在視頻/圖像模式中，其經(jīng)?？赡苡绊懢€速率和最大幀速率)。
[0028]根據(jù)實(shí)施例，圖像捕獲單元5的參數(shù)和設(shè)置中的一個(gè)或多個(gè)(例如曝光時(shí)間或者曝光指數(shù)等級(jí))就在檢測(cè)發(fā)生之前(即，在一個(gè)或多個(gè)圖像被捕獲之前)被凍結(jié)。一般而言，根據(jù)當(dāng)前照明條件來(lái)對(duì)參數(shù)和設(shè)置進(jìn)行設(shè)置。此外，為了具有編碼光的可靠檢測(cè)，必要的是由照明設(shè)備2a、2b、2c所使用的用于可見光通信的信號(hào)例如不是曝光時(shí)間的倍數(shù)，否則圖像捕獲單元5對(duì)于它是“盲的”。此外，假設(shè)在每次有待捕獲新圖像時(shí)曝光時(shí)間自動(dòng)地設(shè)置((除其它之外)取決于照明條件)或者手動(dòng)地設(shè)置，則可能發(fā)生曝光時(shí)間變?yōu)橛烧彰髟O(shè)備2a、2b、2c所發(fā)送的信號(hào)的周期的倍數(shù)。關(guān)于圖像捕獲單元5的參數(shù)和設(shè)置的信息因此被傳遞到處理單元6。
[0029]在圖1的典型場(chǎng)景中，遠(yuǎn)程控制單元4的圖像捕獲單元5檢測(cè)由一個(gè)或多個(gè)照明設(shè)備2a-2c所發(fā)射的光(該光在圖像捕獲單元5的視場(chǎng)1a-1Ob之內(nèi))。圖像捕獲單元5的設(shè)置從而可以被遠(yuǎn)程控制單元4利用，以使得由圖像捕獲單元5所接收的可見光通信可以被適配于該設(shè)置。
[0030]如上所述，遠(yuǎn)程控制單元4還包括處理單元6。該處理單元6可以由所謂的中央處理單元(CPU)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在步驟S2中，處理單元6基于圖像捕獲單元5的當(dāng)前設(shè)置來(lái)確定有待被一個(gè)或多個(gè)照明設(shè)備2a、2b、2c使用的用于可見光通信(VLC)的信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)。該一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)因此是基于圖像捕獲單元5的當(dāng)前曝光時(shí)間、曝光指數(shù)等級(jí)、噪聲降低、白平衡、對(duì)比度、伽馬值、焦點(diǎn)以及分辨率中的一個(gè)或多個(gè)的。確定該一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)，以使得可以通過(guò)圖像捕獲單元5來(lái)檢測(cè)用于可見光通信的信號(hào)。
[0031]根據(jù)實(shí)施例，當(dāng)前設(shè)置因此涉及圖像捕獲單元5的當(dāng)前曝光指數(shù)等級(jí)。在該情況中，性質(zhì)優(yōu)選地涉及有待被該組照明設(shè)備2a、2b、2c在可見光通信期間使用的功率電平。
[0032]根據(jù)實(shí)施例，當(dāng)前設(shè)置因此涉及圖像捕獲單元5的當(dāng)前曝光時(shí)間指示。在該情況中，用于可見光通信的信號(hào)因此是基于圖像捕獲單元5的當(dāng)前曝光時(shí)間的。優(yōu)選地確定用于可見光通信的信號(hào)的性質(zhì)，以使得用于可見光通信的信號(hào)的主頻率特性不對(duì)應(yīng)于圖像捕獲單元5 (歸因于如上文所公開的低通濾波器效應(yīng))的當(dāng)前曝光時(shí)間的頻率表示的盲點(diǎn)(即過(guò)零點(diǎn))。圖4和5圖示了作為尖峰“丨”的可能的信號(hào)分配連同圖像捕獲單元5的采集過(guò)程的低通濾波器特性|H Cf (ζ?的示例，所述圖像捕獲單元5具有滾動(dòng)快門照相機(jī)，其具有曝光時(shí)間Traiptl具體來(lái)說(shuō)，處理單元6可以被布置成確定主頻率在曝光時(shí)間指示的頻率表示的主瓣或者旁瓣內(nèi)部。在確定主頻率在旁瓣內(nèi)部的情況下，頻率優(yōu)選地是旁瓣的中點(diǎn)(如圖4中)。這將最大化頻率到低通濾波器的過(guò)零點(diǎn)的距離。這還將最小化由于低通濾波器而造成的衰減。此外，在確定主頻率特性在旁瓣內(nèi)部的情況中，旁瓣優(yōu)選地是第一旁瓣(即鄰近主瓣的旁瓣)。在任何情況中，一般確定頻率特性在預(yù)定的頻率范圍之內(nèi)，從而限制用于可見光通信的信號(hào)的帶寬。將用于可見光通信的信號(hào)的帶寬的下端點(diǎn)限制成高于某個(gè)頻率可能是有益的，以便避免可見光中的閃爍。將用于可見光通信的信號(hào)的帶寬的上端點(diǎn)限制成低于某個(gè)頻率可能是有益的，以便保持信號(hào)遠(yuǎn)離于其中低通濾波器衰減對(duì)于實(shí)際情況太嚴(yán)重的頻率表示中的區(qū)域。
[0033]附加地或者可替換地，用于可見光通信的信號(hào)可以是基于編碼技術(shù)的，由此表示信號(hào)的波形根據(jù)數(shù)字信息序列來(lái)調(diào)制。優(yōu)選地，每個(gè)單獨(dú)的照明設(shè)備2a、2b、2c與其自身的唯一信息序列相關(guān)聯(lián)。該唯一信息序列可以因此表示照明設(shè)備標(biāo)識(shí)碼。該標(biāo)識(shí)碼可以實(shí)現(xiàn)為脈沖寬度調(diào)制碼。作為第二示例，標(biāo)識(shí)碼可以通過(guò)使用碼分多址技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)理解到，用于實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)碼的其它實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是公知的。
[0034]可以從基本波形函數(shù)和數(shù)字信息序列的特性導(dǎo)出波形的調(diào)制序列的最終頻譜。作為非限制性示例，基于線性脈沖幅度調(diào)制的調(diào)制波形的功率譜可以被視為分立的數(shù)字信息序列的功率譜與基本脈沖函數(shù)的傅里葉頻譜的絕對(duì)平方的乘積。自此以后，通過(guò)編碼機(jī)制，可以應(yīng)用具有不同頻譜特性的數(shù)字信息序列以便將基本脈沖函數(shù)的頻譜整形為某個(gè)期望的形狀。編碼機(jī)制可以因此被稱為頻譜整形碼。期望的信號(hào)頻譜可以是基于上文所公開的圖像捕獲單元5的參數(shù)和設(shè)置中的任何一個(gè)的。然后，可以應(yīng)用編碼技術(shù)來(lái)將調(diào)制信號(hào)波形整形為期望的頻譜。
[0035]接下來(lái)將示出頻譜整形碼的若干非限制性示例。此處所示的頻譜是基于I秒時(shí)間間隔內(nèi)的500Hz開關(guān)序列而數(shù)值地計(jì)算的。圖6中圖示了基本調(diào)制波形。圖7中示意性地圖示了來(lái)自沒(méi)有任何頻譜整形碼的隨機(jī)序列的頻譜。作為第一示例，具有長(zhǎng)度4的重復(fù)碼被應(yīng)用為頻譜整形碼的示例，即源信息位I被映射到信道碼序列1111，并且源信息位O被映射到信道碼序列0000。圖8中示意性地圖示了調(diào)制波形的頻譜。作為第二示例，具有長(zhǎng)度10的重復(fù)碼被應(yīng)用為頻譜整形碼，即位I現(xiàn)在是1111111111并且位O現(xiàn)在是0000000000。圖9中示意性地圖示了該頻譜。
[0036]如可以從圖7、8和9看到，具有頻譜整形碼的頻譜比沒(méi)有頻譜整形碼的頻譜窄得多。此外，具有長(zhǎng)度10的重復(fù)碼的頻譜比具有長(zhǎng)度4的重復(fù)碼的頻譜窄得多。此外，作為更窄頻譜的代價(jià)，利用重復(fù)碼長(zhǎng)度10可達(dá)到的數(shù)據(jù)速率一般低于利用重復(fù)碼長(zhǎng)度4可達(dá)到的數(shù)據(jù)速率。
[0037]用于重復(fù)碼的適當(dāng)中心頻率和適當(dāng)長(zhǎng)度可以通過(guò)考慮照明系統(tǒng)I的實(shí)際情況和條件來(lái)決定。實(shí)際上，可以調(diào)諧信號(hào)頻譜的寬度以生成具有適合于圖像捕獲單元的參數(shù)和設(shè)置的當(dāng)前值的頻譜的信號(hào)，從而使得能夠檢測(cè)編碼光。
[0038]一般而言，用于選擇信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)可以取決于該組照明設(shè)備2a、2b、2c中的照明設(shè)備的數(shù)目(因此所要求的信號(hào)的數(shù)目)、信道條件(例如照明設(shè)備2a、2b、2c與遠(yuǎn)程控制單元之間的距離和/或照明條件)等。具體來(lái)說(shuō)，在照明系統(tǒng)I包括多個(gè)照明設(shè)備2a、2b、2c的情況下，優(yōu)選地對(duì)信號(hào)進(jìn)行選取，以使得信號(hào)關(guān)于彼此最大地間隔(在頻率意義上)以降低串?dāng)_的風(fēng)險(xiǎn)。
[0039]用于給定的參數(shù)和設(shè)置的確定的信號(hào)組然后被傳遞到照明設(shè)備2a、2b、2c。如上所述，遠(yuǎn)程控制單元4還包括傳送器7。傳送器7可以是被配置成發(fā)射編碼光的光傳送器?？商鎿Q地，傳送器7可以是被配置成無(wú)線地傳送信息的無(wú)線電傳送器。傳送器7可以被配置用于雙向通信。傳送器7可以包括無(wú)線電天線?？商鎿Q地，傳送器7可以包括用于有線通信的連接器。在步驟S4中，傳送器7因此將與用于可見光通信的信號(hào)的確定性質(zhì)相關(guān)的控制信號(hào)傳遞到該組照明設(shè)備2a、2b、2c。
[0040]圖2圖示了根據(jù)實(shí)施例的照明設(shè)備2a、2b、2c。接收器12被布置成接收如由遠(yuǎn)程控制單元4所生成的控制信號(hào)。一旦照明設(shè)備2a、2b、2c已經(jīng)接收控制信號(hào)，則照明設(shè)備2a、2b、2c可以使用所指派的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生輸出光。照明設(shè)備2a、2b、2c因此包括被布置成基于控制信號(hào)而生成光發(fā)射控制信號(hào)的光驅(qū)動(dòng)器13。照明設(shè)備2a、2b、2c的光發(fā)射器14然后可以基于光發(fā)射控制信號(hào)而發(fā)射可見光通信信號(hào)。遠(yuǎn)程控制單元4的處理單元6因此優(yōu)選地被布置成根據(jù)傳送到照明設(shè)備2a、2b、2c的控制信號(hào)中所附入的性質(zhì)來(lái)固定圖像捕獲單元5的設(shè)置和參數(shù)。例如，處理單元6可以基于曝光時(shí)間指示和/或曝光指數(shù)等級(jí)來(lái)固定圖像捕獲單元5的曝光時(shí)間和/或曝光指數(shù)等級(jí)。圖像捕獲單元5然后可以以固定的曝光時(shí)間和/或曝光指數(shù)等級(jí)來(lái)從該組照明設(shè)備2a、2b、2c中的至少一個(gè)接收具有一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)的VLC信號(hào)。
[0041]遠(yuǎn)程控制單元4可以從而被布置成標(biāo)識(shí)來(lái)自該組照明設(shè)備2a、2b、2c的單獨(dú)的照明設(shè)備2a、2b、2c。單獨(dú)的照明設(shè)備2a_2c優(yōu)選地由照明設(shè)備標(biāo)識(shí)碼來(lái)標(biāo)識(shí)，該照明設(shè)備標(biāo)識(shí)碼可以如上文所討論地嵌入照明設(shè)備2a、2b、2c所發(fā)射的光貢獻(xiàn)中。
[0042]遠(yuǎn)程控制單元4還可以包括用戶能夠通過(guò)其與遠(yuǎn)程控制單元4的功能性進(jìn)行交互的用戶接口 11。因此，用戶接口 11可以特別地被布置成接收用戶輸入并且向用戶提供信息。用戶輸入可以接收例如來(lái)自遠(yuǎn)程控制單元4上所提供的或者操作性地耦合到其的鍵盤或者操縱桿的觸覺(jué)用戶輸入。如技術(shù)人員所理解，可能存在接收用戶輸入的其它可能相同并且等價(jià)的方式。
[0043]遠(yuǎn)程控制單元4還可以包括其它部件，諸如操作性地耦合到處理單元6的存儲(chǔ)器
9。根據(jù)同樣地被技術(shù)人員所公知的原理來(lái)操作存儲(chǔ)器9。特別地，存儲(chǔ)器9可以包括與用于可見光通信的信號(hào)的性質(zhì)相關(guān)的一組控制信號(hào)，其有待被傳送到該組照明設(shè)備2a、2b、2c。
[0044]本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到，本發(fā)明決不限于上文所描述的優(yōu)選實(shí)施例。相反，許多修改和變化在隨附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)是可能的。特別地，所公開的遠(yuǎn)程控制單元4和包括至少一個(gè)照明設(shè)備2a、2b、2c并可由遠(yuǎn)程控制單元4控制的至少一個(gè)照明裝置可以作為一個(gè)布置而被提供。此外，根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明不限于通過(guò)遠(yuǎn)程控制對(duì)照明設(shè)備的控制?？紤]到本文中的公開內(nèi)容，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)到，調(diào)制頻率的任何適配也可以例如通過(guò)在照明設(shè)備處使頻率自主地變化而潛在地避免盲點(diǎn)。此外，盲點(diǎn)不限于由于滾動(dòng)快門采集過(guò)程而導(dǎo)致的那些盲點(diǎn)。應(yīng)領(lǐng)會(huì)到，考慮到本公開，調(diào)制的適配可以被用來(lái)避免可能存在于圖像捕獲單元中的任何頻率盲點(diǎn)(例如由于諸如一些其它過(guò)濾效應(yīng)的采集過(guò)程的一些其它副作用或者限制所導(dǎo)致的)。
[0045]本領(lǐng)域的技術(shù)人員在實(shí)踐所要求保護(hù)的發(fā)明中從附圖、公開內(nèi)容和隨附的權(quán)利要求的學(xué)習(xí)中可以理解并且實(shí)現(xiàn)所公開實(shí)施例的其它變型。在權(quán)利要求中，詞語(yǔ)“包括”不排除其它元件或者步驟，并且不定冠詞“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或者其它單元可以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求中陳述的若干項(xiàng)的功能。在相互不同的從屬權(quán)利要求中陳述某些措施的僅有事實(shí)不表示這些措施的組合不能有利地使用。計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)/分布在適合的介質(zhì)(諸如光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或者連同其它硬件或作為其一部分提供的固態(tài)介質(zhì))上，并且也可以以其它形式(諸如經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)或者其它有線或無(wú)線電信系統(tǒng))來(lái)分布。權(quán)利要求中的任何參考標(biāo)記不應(yīng)解釋為對(duì)范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制一組照明設(shè)備(2a、2b、2c)的遠(yuǎn)程控制單元(4)，包括: -處理單元(6 )，其被布置成基于圖像捕獲單元(5 )的當(dāng)前設(shè)置來(lái)確定用于可見光通信的信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)；以及 -傳送器(7)，其被布置成將與所述性質(zhì)相關(guān)的控制信號(hào)傳送到所述照明設(shè)備組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制單元，其中所述當(dāng)前設(shè)置涉及所述圖像捕獲單元的當(dāng)前曝光指數(shù)等級(jí)，并且其中所述性質(zhì)涉及有待被所述照明設(shè)備組所使用的功率電平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制單元，其中所述當(dāng)前設(shè)置涉及所述圖像捕獲單元的當(dāng)前曝光時(shí)間指示，并且其中所述性質(zhì)涉及由所述照明設(shè)備組發(fā)射的用于可見光通信的信號(hào)的頻率特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的遠(yuǎn)程控制單元，還包括: -所述圖像捕獲單元，其能夠以多個(gè)設(shè)置捕獲圖像，所述當(dāng)前設(shè)置選自所述多個(gè)設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的遠(yuǎn)程控制單元，其中 所述處理單元被布置成基于所述曝光時(shí)間指示和/或曝光指數(shù)等級(jí)來(lái)固定所述圖像捕獲單元的曝光時(shí)間 和/或曝光指數(shù)等級(jí)，并且 其中所述圖像捕獲單元被布置成以所述固定的曝光時(shí)間和/或曝光指數(shù)等級(jí)來(lái)從所述照明設(shè)備組中的至少一個(gè)接收具有所述一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)的可見光通信信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)程控制單元，其中所述性質(zhì)涉及所述信號(hào)的主頻率特性，并且其中所述處理單元(6)被布置成確定所述主頻率特性位于所述曝光時(shí)間指示的頻率表示的主瓣或者旁瓣內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的遠(yuǎn)程控制單元，其中所述處理單元(6)被布置成確定所述頻率特性是所述旁瓣的中點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的遠(yuǎn)程控制單元，其中所述旁瓣是所述頻率表示的第一旁瓣。
9.根據(jù)權(quán)利要求6到8中的任何一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程控制單元，其中所述處理單元(6)被布置成確定所述頻率特性在預(yù)定的頻率范圍之內(nèi)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程控制單元，其中所述處理單元(6)被布置成確定用于可見光通信的所述信號(hào)采用幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制中的一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6到10中的任何一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程控制單元，其中所述處理單元(6)被布置成通過(guò)整形所述信號(hào)的頻譜來(lái)確定用于可見光通信的所述信號(hào)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程控制單元，其中用于可見光通信的所述信號(hào)是基于脈沖寬度調(diào)制的。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程控制單元，其中所述當(dāng)前設(shè)置從一組預(yù)定的信號(hào)標(biāo)識(shí)信號(hào)的子集。
14.一種包括遠(yuǎn)程控制單元(4)和至少一個(gè)照明設(shè)備(2a、2b、2c)的系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程控制單元被布置成控制所述照明設(shè)備(2a、2b、2c )， -所述遠(yuǎn)程控制單元包括: -處理單元(6 )，其被布置成基于圖像捕獲單元(5 )的當(dāng)前設(shè)置來(lái)確定用于可見光通信的信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)；以及 -傳送器(7)，其被布置成將與所述性質(zhì)相關(guān)的控制信號(hào)傳送到所述照明設(shè)備組；并且-所述至少一個(gè)照明設(shè)備包括: -接收器(12)，其被布置成接收所述控制信號(hào)； -光驅(qū)動(dòng)器(13)，其被布置成基于所述控制信號(hào)而生成光發(fā)射控制信號(hào)，以及 -光發(fā)射器(14)，其被布置成基于所述光發(fā)射控制信號(hào)而發(fā)射可見光通信。
15.一種用于控制一組照明設(shè)備(2a、2b、2c)的方法，包括: -由處理單元(6 )基于圖像捕獲單元(5 )的當(dāng)前設(shè)置來(lái)確定(S2 )用于可見光通信的信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)；以及 -由傳送器(7)將與所述性質(zhì)相關(guān)的控制信號(hào)傳送(S4)到所述照明設(shè)備組。
16.—種照明設(shè)備,包括: 光發(fā)射器(14)，其被布置成發(fā)射可見光輸出，所述可見光輸出被以主調(diào)制頻率調(diào)制以將數(shù)據(jù)嵌入所述光輸出中，以用于由圖像捕獲單元檢測(cè)；以及 光驅(qū)動(dòng)器(13)，其被布置成對(duì)所述調(diào)制頻率進(jìn)行適配以便不對(duì)應(yīng)于由所述圖像捕獲單元的采集過(guò)程所產(chǎn)生的盲點(diǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的照明設(shè)備，其中所述光驅(qū)動(dòng)器(13)被布置成對(duì)所述調(diào)制頻率進(jìn)行適配以便不對(duì)應(yīng)于由于所述圖像捕獲單元的采集過(guò)程所產(chǎn)生的低通濾波效應(yīng)而導(dǎo)致的盲點(diǎn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的照明設(shè)備，其中所述光驅(qū)動(dòng)器(13)被布置成對(duì)所述調(diào)制頻率進(jìn)行適配以便不對(duì)應(yīng)于由所述采集過(guò)程的曝光時(shí)間或者曝光指數(shù)等級(jí)所產(chǎn)生的盲點(diǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16、17或18所述的照明設(shè)備，其中所述光驅(qū)動(dòng)器(13)被布置成通過(guò)對(duì)所述調(diào)制頻率進(jìn)行適配以便不是1/TMP的倍數(shù)來(lái)執(zhí)行所述適配，其中Traip是所述采集過(guò)程的曝光時(shí)間。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的照明設(shè)備，其中所述圖像捕獲單元具有滾動(dòng)快門照相機(jī)，并且其中所述光驅(qū)動(dòng)器(13)被布置成對(duì)所述調(diào)制頻率進(jìn)行適配以便不對(duì)應(yīng)于由所述滾動(dòng)快門照相機(jī)的采集過(guò)程所產(chǎn)生的盲點(diǎn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的照明設(shè)備，其中所述圖像捕獲單元具有滾動(dòng)快門照相機(jī)，并且所述曝光時(shí)間或者曝光指數(shù)等級(jí)屬于所述滾動(dòng)快門照相機(jī)的。
22.根據(jù)權(quán)利要求16到20中的任何一項(xiàng)所述的照明設(shè)備，包括被布置成從遠(yuǎn)程控制單元接收控制信號(hào)的接收器(12)，其中所述光驅(qū)動(dòng)器(13)被布置成基于所述控制信號(hào)來(lái)執(zhí)行所述調(diào)制頻率的所述適配。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的照明設(shè)備，其中所述控制信號(hào)是基于所述圖像捕獲單元的設(shè)置的，所述設(shè)置由所述圖像捕獲單元的采集過(guò)程的曝光時(shí)間指示或者曝光指數(shù)等級(jí)來(lái)提供。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104041191SQ201380005817
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月17日
【發(fā)明者】L.弗里, S.J.J.尼斯森, C.P.M.J.巴格根, T.格里蒂, R.拉賈戈帕蘭, F.J.德布魯恩, 楊宏銘 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司