CN104054400A - 用于探测及控制编码光源的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用光探测器（100）的光源控制方法，该光探测器（100）包括图像传感器（104）、显示器（106）、用户界面（114）以及解码器（103），所述光源控制方法包括：执行捕获序列，包括捕获一组光源的图像并显示该图像；请求用户将光探测器瞄准该组光源中的至少一个子组，对于每一次瞄准，捕获一个子图像；以及，对于每个子图像，探测从发射单独编码光并存在于子图像中的任何光源发射的单独编码光；执行选择序列，包括：显示示出子图像的组合的全景图像以及覆盖在全景图像中相应光源上的与已解码光源相关的信息；且接收代表对于全景图像一部分的用户选择的用户输入；以及执行控制序列，包括控制至少一个发射对所选部分具有影响的单独编码光的光源。

Description

用于探测及控制编码光源的方法

技术领域

本发明涉及用于探测及控制发射单独编码光（coded light）的光源的光源控制方法。

背景技术

借助于编码光来探测及控制光源的方法一般牵涉到光探测器的使用，光探测器被安排成探测从光源发射的单独编码光。这样的光探测器典型地是基于使用单一光电探测器（典型地是光电二极管）来捕获光，并把光转换成电信号以便进一步处理。光探测器典型地配备有大带宽的最佳信号探测，但是为了获得良好的探测，在某些应用场景中提供有限的用户体验。用户必须像狙击手一样非常精确地瞄准（point）。后者是由于这样的事实：为了避免灯之间的串扰（cross-talk），光探测器配备有限制其视场（FOV）以及孔径的光学器件，以便确保基本上仅仅来自一个灯的光到达光电探测器。因此，该方法牵涉到需要用户非常精确地瞄准的、不方便且有时甚至有些棘手的操作。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种方法，该方法减轻上面提到的现有技术的问题，并且不需要光探测器为其性能而具有这样的受限制的FOV。

本目的通过根据权利要求1限定的本发明的光源控制方法来完成。

本发明是基于以下的见解：通过经由用于显示光源图像的显示器与用户交互，可以放松对于精确瞄准的要求。

因此，按照本发明的一个方面，提供了利用光探测器的光源控制方法，该光探测器包括图像传感器、显示器、用户界面以及解码器，所述光源控制方法包括：

- 执行捕获序列，包括：捕获一组光源的图像并显示该图像；请求用户将光探测器瞄准该组光源中的至少一个子组，一次一个光源；对于每一次瞄准，捕获一个子图像；以及对于每个子图像，探测从发射单独编码光并存在于子图像中的任何光源发射的单独编码光；

- 执行选择序列，包括：显示示出所述子图像的组合的全景图像以及覆盖在全景图像中相应光源上的与已解码光源相关的信息；且接收代表对于该全景图像一部分的用户选择的用户输入；以及

- 执行控制序列，包括控制至少一个发射对所选部分具有影响的单独编码光的光源。

在本发明的上下文中，“编码光”指由光源发射来用于在光源环境中物体的照明的光，其中发射的光包括人眼不可见的嵌入数据，比如与光源相关的数据，例如光源ID或者光源的操作参数（电压、电流、功率、色点（colour point）、累积燃烧时间等）。

按照本方法的实施方案，执行选择序列的操作包括请求用户在所显示图像中选择单一光源。

按照本方法的实施方案，执行选择序列的操作包括显示覆盖在全景图像中相应光源上的与已解码光源相关的信息。

按照本方法的实施方案，与已解码光源相关的信息包括以下至少一项：光源标识和控制数据。

按照本方法的实施方案，执行选择序列的操作包括自动选择对所选部分具有最强影响的光源作为要被控制的光源。

按照本方法的实施方案，执行选择序列的操作包括：显示对所选部分具有影响的光源的列表，根据它们的影响排序；并且接收选择光源之一的用户输入。

按照本方法的实施方案，执行捕获序列的操作包括结合图像上的位置坐标来存储关于光源的信息。

按照本方法的实施方案，执行选择序列的操作包括把发射编码光的每个光源的影响确定为其在所有子图像中的影响的加权和。

参考下文描述的实施方案，本发明的这些以及其他的方面和优点将显而易见并被予以阐述。

附图说明

现在将更详细地且参考附图来描述本发明，其中：

图1示意性地示出由本方法使用的光探测器的实施例的侧视图；

图2是在图1中所示出的光探测器的框图；

图3图示探测到的图像的例子；

图4图示与图3所探测到的图像相关的子图像的例子；

图5图示作为图4的子图像的组合的全景图像；

图6和7图示覆盖在图5的全景图像上的所探测到的光源数据的显示；以及

图8为根据本发明的方法的实施方案的流程图。

具体实施方式

光源控制方法借助于光探测器来执行，光探测器的示范性实施例在图1中示出。光探测器100包括光电探测器102、图像传感器104以及屏幕106，其中光电探测器102被安排来探测编码光。光电探测器102的视场（FOV）在图像传感器104的FOV之内。即，光电探测器102的FOV窄于图像传感器104的FOV，并且光电探测器102和图像传感器104瞄准相同的方向。更具体地，与图像传感器104的FOV相比，光电探测器102的FOV被选取为非常窄。这允许更高的选择性，其在由图像传感器104捕获的图像中存在数个光源、而这数个光源从观察点看来紧挨在一起的情况下尤其有用。

根据本实施方案，图像传感器104和屏幕106被包括在单独的第一单元108（例如智能手机）中，其中图像传感器104是安排在智能手机108背面的常规内置式相机，并且屏幕106是在智能手机108正面的常规屏幕。光电探测器102被包括在单独的第二单元110中。智能手机108主要通过添加的软件而被适配成与第二单元110连接，第二单元110进而又被设计成可物理地以及电学上地与智能手机108相互连接。

由在图2中的方框图所例示的，光探测器100包括光电探测器102、光解码器103、图像传感器104、屏幕106以及控制单元107。光电探测器102与图像传感器104对齐，以使得在图像传感器104的中心处探测到的、并因此出现在屏幕106的FOV中心处的远程位置也在光电探测器102的FOV中心处。对齐典型地意味着在距光探测器100的某个距离处、但并不靠近光探测器100，光电探测器102的FOV被图像传感器104的FOV所包含（embrace），因为光电探测器102和图像传感器被物理地并排放置，而不在彼此的上面，然而这对于本领域技术人员是明显的，并且这在实践中无不利之处。此外，光探测器100包括用户界面UI 114以及数据获取器118，用户界面UI 114在屏幕106上被显示为触敏输入构件。数据获取器118被安排成获取并存储关于其光已经被解码的光源的数据，以及由图像传感器捕获的图像数据。

根据光源控制方法的实施方案，它包括执行捕获序列801，其中，首先一组光源302的图像300通过光探测器100被捕获，并且在显示器106上显示。即，用户瞄准安装有至少一个光源302的区域，并且该区域的图像被捕获。光电探测器102提取在其FOV 304之内存在的一个或者多个光源302的光中的代码，并且所述代码被连同在由图像传感器104捕获的图像上的坐标一起存储在数据获取器118的存储器中。计算机视觉算法对于确定图像内的位置——即坐标——是有用的。当在图像300中存在包括一个以上光源302的一组光源时，根据本方法提供进一步的调查，以便确保选取最合适的光源302用于控制，例如，调整其光设置。由此，用户不必极其精确地瞄准特定光源。因此，接下来例如借助于在显示器106上的消息来请求用户将光探测器100瞄准该组光源302的所有光源或者至少其一个子组，一次一个光源302。对于每一次瞄准，用图像传感器104捕获子图像400a-400f。允许用户确定瞄准多少光源302，如果有的话。对于每个子图像400a-400f，探测从在子图像中存在的任何光源302发射的单独编码光。

下一个操作是执行用于选择实际上控制哪个光源302的选择序列802。选择序列包括显示构成子图像400a-400f的组合的全景图像500，以及覆盖在全景图像中相应光源上的与已解码光源相关的信息。具有覆盖物的全景图像在图6中以600示出。即，借助于图像数据处理把捕获并存储的子图像接合起来，且所获取的关于发射单独编码光的光源的数据同样在显示器上呈现，在有关光源的图像前面，且与各自的光源302一起定位。全景图像600示出在子图像400a-400f中可见的所有光源302。信息典型地代表光源的代码，即，光源302的标识ID。例如，每个ID被给予不同的颜色604以便易于可视化，并且被呈现为在各自光源302前面的色点。替换地或附加地，呈现与各个光源302相关的ID号和/或控制数据，比如光设置等。之后，提示用户输入对于全景图像600的一部分的选择。经由用户界面114进行输入，比如ID号，或者优选地通过由用户点击显示器106（即图像600）上用户希望控制的部分来进行。在后一种情况中，用户可以点击全景图像600的有限的点状部分，或者圈出更大区域部分。

用数种可选方式中的一种来处理用户输入。根据一种可选方式，对所选部分具有影响的光源的列表根据它们的影响水平而有序地被显示。根据另一种可选方式，对所选部分具有最强影响的光源被自动选择为要控制的光源。这被图示在图7中，其中提取的圆圈702代表由用户选择的部分，并且其中确定4号光源在所选部分内具有最高的影响水平。因此，自动选择4号光源。

作为另外的可选方式，把发射编码光的每个光源的影响水平确定为其在所有子图像中的影响的加权和。根据某种合适的算法来完成加权。最简单的算法是给定的代码在子图像中被探测到的次数的总和。如果从光电探测器与光解码器协作执行的信号解码可获得的话，更先进的方法将考虑在代码探测中的置信度。

最后，执行控制序列803，包括控制至少一个发射对所选部分具有影响的单独编码光的光源。例如，这种控制包括调整所选的光源或光源们的一个或者多个照明特性。典型地是调整亮度。特性的另一个例子是光色（light color）。

本光源控制方法也适用于其他光探测器。其中一例是与上面所描述的类似的光探测器。然而，它缺少光电探测器。另一方面，用来捕获概观的图像传感器具有顺序行读出的特性，也被称为卷帘式快门（rolling shutter），借助于其，有可能在由图像传感器捕获的图像中探测到数个不同的光源。通过多个时间移位的（temporal shifted）行实例获取图像，每个行实例包括某个代码的调制的时间序列的实例。因此，时间移位的行实例起到光样本时刻的作用。因此，有可能解码所接收的光。

 以上已经描述了根据在所附权利要求中限定的本发明的光源控制方法的实施方案。这些应该仅被视为只是非限制性的例子。正如由本领域技术人员所理解的，在由所附权利要求限定的本发明的范围之内，许多修改和替换性实施方案是可能的。

要指出的是，出于本申请的目的，并且特别是有关所附权利要求，单词“包括”不排除其他元素或者步骤，而单词“一”或者“一个”不排除多个，其本身对本领域技术人员是显然的。 

Claims (7)

1.一种利用光探测器（100）的光源控制方法，该光探测器（100）包括图像传感器（104）、显示器（106）、用户界面（114）以及解码器（103），所述光源控制方法包括：

-      执行捕获序列（801），包括：捕获一组光源（302）的图像（300）并且显示该图像；请求用户将光探测器瞄准该组光源中的至少一个子组，一次一个光源；对于每一次瞄准，捕获一个子图像（400a-400f）；以及，对于每个子图像，探测从发射单独编码光并存在于子图像中的任何光源发射的单独编码光；

-      执行选择序列（802），包括：显示示出所述子图像的组合的全景图像（600）以及覆盖在全景图像中相应光源上的与已解码光源相关的信息；且接收代表对于该全景图像一部分的用户选择的用户输入；以及

-      执行控制序列（803），包括控制至少一个发射对所选部分具有影响的单独编码光的光源。

2.根据权利要求1的光源控制方法，所述的执行选择序列（802）包括请求用户在所显示的全景图像（600）中选择单一光源（302）。

3.根据权利要求1或者2的光源控制方法，其中所述的与已解码光源（302）相关的信息包括以下至少一项：光源标识、光源影响水平以及控制数据。

4.根据前述权利要求的任一项的光源控制方法，所述的执行选择序列（802）包括自动选择对所选部分具有最强影响的光源（302）作为要被控制的光源。

5.根据权利要求1至3的任一项的光源控制方法，所述的执行选择序列（802）包括：显示对所选部分具有影响的光源（302）的列表，根据它们的影响水平排序；并且接收选择光源之一的用户输入。

6.根据前述权利要求的任一项的光源控制方法，所述的执行捕获序列（801）包括结合图像上的位置坐标来存储关于光源（302）的信息。

7.根据前述权利要求的任一项的光源控制方法，所述的执行选择序列（802）包括把发射编码光的每个光源（302）的影响水平确定为其在所有子图像（400a-400f）中的影响的加权和。