CN104796194B - 一种基于可见光通信的自适应多点追踪方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于可见光通信的自适应多点追踪方法以及装置，涉及光通信技术领域，通过该装置可以保证终端设备在移动过程中始终获得稳定的数据通信所需信号，从而提高可见光通信的数据通信效果。本发明实施例的基于可见光通信的自适应多点追踪方法，所述方法包括：获取终端设备的数量以及每个终端设备的位置信息；根据预设的运动方案，计算每个终端设备的运动轨迹；确定可见光光源的覆盖区域；当有且仅有一个终端设备的运动轨迹落入可见光光源的覆盖区域内时，开启可见光光源，同时令可见光光源沿终端设备的运动轨迹进行追踪。

Description

一种基于可见光通信的自适应多点追踪方法与装置

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种基于可见光通信的自适应多点追踪方法以及装置。

背景技术

可见光通信技术，其基于例如：荧光灯、LED发光二极管等常见可见光光源发出的肉眼无法分辨的高速明暗闪烁信号来完成数据通信工作。由于数据传输的介质为光，因此可见光通信技术具有通信速度快、覆盖区域广（光线只要能够照射到，就能进行数据通信）以及安全性能高等特点。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的可见光通信装置利用可见光光源为在其覆盖范围内的终端设备提供数据通信所需的光信号。然而，不可避免的终端设备会发生位置移动。此时，现有技术的可见光通信装置无法确保终端设备在移动过程中始终获得稳定的数据通信所需信号。

发明内容

本发明的实施例提供一种基于可见光通信的自适应多点追踪方法以及装置，通过该装置可以保证终端设备在移动过程中始终获得稳定的数据通信所需信号，从而提高可见光通信的数据通信效果。

为解决上述技术问题，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种基于可见光通信的自适应多点追踪方法，所述方法包括：

获取终端设备的数量以及每个所述终端设备的位置信息；

根据预设的运动方案，计算每个所述终端设备的运动轨迹；

确定可见光光源的覆盖区域；

当有且仅有一个所述终端设备的运动轨迹落入所述可见光光源的覆盖区域内时，开启所述可见光光源；同时令所述可见光光源沿所述终端设备的运动轨迹进行追踪。

进一步的，所述方法还包括：当有超过一个所述终端设备的运动轨迹落入所述可见光光源的覆盖区域内时，开启所述可见光光源；同时根据多个所述终端设备的运动轨迹计算多个所述终端设备的整体运动趋势，令所述可见光光源沿多个所述终端设备的整体运动趋势进行追踪。

进一步的，所述方法还包括：当没有所述终端设备的运动轨迹落入所述可见光光源的覆盖区域内时，关闭所述可见光光源。

进一步的，所述可见光光源用于发送与所述终端设备进行可见光通信所需的调制光信号。

另一方面，本发明实施例还提供了一种基于可见光通信的自适应多点追踪装置，包括：

可见光光源，用于发送与终端设备进行可见光通信所需的调制光信号；

位置传感器，用于获取终端设备的数量以及每个所述终端设备的位置信息；

以及中央控制器，所述中央控制器包括轨迹计算模块、控制模块及可见光光源控制模块；

所述轨迹计算模块与所述位置传感器相连接，用于根据预设的运动方案以及获取的每个所述终端设备的位置信息，计算每个所述终端设备的运动轨迹；

所述控制模块用于确定可见光光源的覆盖区域，并根据每个所述终端设备的运动轨迹，确定落入可见光光源的覆盖区域内的所述终端设备的数量；

当有且仅有一个所述终端设备的运动轨迹落入所述可见光光源的覆盖区域内时，所述控制模块用于控制所述可见光光源控制模块开启所述可见光光源，同时令所述可见光光源沿所述终端设备的运动轨迹进行追踪。

进一步的，当有超过一个所述终端设备的运动轨迹落入所述可见光光源的覆盖区域内时，所述控制模块还用于控制所述轨迹计算模块根据多个所述终端设备的运动轨迹计算多个所述终端设备的整体运动趋势；同时用于控制所述可见光光源控制模块开启所述可见光光源，令所述可见光光源沿多个所述终端设备的整体运动趋势进行追踪。

进一步的，当没有所述终端设备的运动轨迹落入所述可见光光源的覆盖区域内时，所述控制模块还用于控制所述可见光光源控制模块关闭所述可见光光源。

本发明实施例提供的一种基于可见光通信的自适应多点追踪方法以及装置，该方法可以获取终端设备的位置信息，并计算终端设备的运动轨迹；根据终端设备的运动轨迹以及可见光光源的覆盖区域之间的关系，控制开启/关闭可见光光源；同时令可见光光源进行追踪，从而确保终端设备可以获取较为稳定的数据通信所需信号。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于可见光通信的自适应多点追踪方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供基于可见光通信的自适应多点追踪装置的结构框图。

具体实施方式

本发明的实施例提供一种基于可见光通信的自适应多点追踪方法以及装置，通过该装置可以保证终端设备在移动过程中始终获得稳定的数据通信所需信号，从而提高可见光通信的数据通信效果。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

下面结合下述附图对本发明实施例做详细描述。

本发明实施例提供了一种基于可见光通信的自适应多点追踪方法，如图1所述，所述可见光通信方法包括：

步骤S101：获取终端设备的数量以及每个终端设备的位置信息。

具体的，作为本发明基于可见光通信的自适应多点追踪方法的一种可能的实现方式，利用位置传感器来获得终端设备的数量以及各终端设备所在位置。

举例来说，该实现方式可以描述为：首先位置传感器发射电磁波，扫描不存在终端设备时的所处环境，获得原始数据信息；然后，令位置传感器进行即时扫描，获得即时扫描数据信息；事实上，当终端设备进入到位置传感器的扫描范围内时，相关终端设备的信息（包括终端设备的数量以及位置）将会反映在即时扫描数据信息上。通过分析即时扫描数据信息与原始数据信息，即可得到对应终端设备的数量以及每个终端设备的位置信息。

进一步的，根据位置传感器的具体工作方式的不同，位置传感器又可以具体为图像位置传感器、红外位置传感器、无线电波位置传感器、RFID位置传感器等等。此外，可以设置多个数量的位置传感器，从而更为准确的确定终端设备的数量以及对应每个终端设备的位置。

需要说明的是，上述终端设备指的是手机、电脑、网络电视或其它可以进行光数据通信的相关设备。

步骤S102：根据预设的运动方案，计算每个终端设备的运动轨迹；

在完成上述步骤S101获取终端设备的数量以及每个终端设备的位置信息之后，进一步根据预设的运动方案，继续确定每个终端设备的运动轨迹。

具体的，作为本发明基于可见光通信的自适应多点追踪方法的一种可能的实施方式，所述预设的运动方案可以是基于不同种类的终端设备预先设定的该终端设备运动规律或者运动变化趋势。例如，所述预设的运动方案可以为基于多步Markov模型的运动预测方案或者基于终端设备模式匹配度的运动预测方案。进而，根据终端设备的位置信息以及预设的运动方案，确定出每个终端设备的运动轨迹。

步骤S103：确定可见光光源的覆盖区域；

在完成上述步骤S102计算出每个终端设备的运动轨迹之后，确定可见光光源的覆盖区域。

根据可见光通信技术的特点，本领域技术人员可以知道的是，只有在可见光光源的覆盖区域内时，终端设备才可以进行基于可见光的数据通信。因此，在对终端设备进行可见光通信之前还需要确定可见光光源的覆盖区域。

具体的，可见光光源的覆盖区域可由可见光光源的相关参数来确定，例如：可见光光源的分布位置、可见光光源的发光角度、可见光光源的光照强度等等，通过检测可见光光源的相关参数即可确定出可见光光源的覆盖区域。

值的注意的是，可见光光源的覆盖区域与可见光光源的照射区域是两个不相同的概念。通过上述描述可以确定：可见光光源的覆盖区域指的是通过调整可见光光源相关参数，可以进行基于可见光数据通信的区域。因此，对于确定的可见光光源而言（单一数量的可见光光源或者由复数个可见光光源构成的可见光光源矩阵），该可见光光源的覆盖区域应为一确定的区域。

步骤S104：当有且仅有一个终端设备的运动轨迹落入可见光光源的覆盖区域内时，开启可见光光源；同时令可见光光源沿终端设备的运动轨迹进行追踪。

在完成上述步骤S103的基础上，分别计算出了每个终端设备的运动轨迹以及确定出了可见光光源的覆盖区域。进一步根据终端设备的运动轨迹与可见光光源的覆盖区域之间的关系，分别按照步骤S104、步骤S105、步骤S106继续进行可见光通信。

具体的，首先介绍步骤S104。当有且仅有一个终端设备的运动轨迹落入可见光光源的覆盖区域内时，开启可见光光源。需要说明的是，根据可见光通信的特点，只有在可见光光源开启的情况下，终端设备才可以进行基于可见光进行数据通信过程。因此，为保证终端设备可以进行正常的数据通信过程，需要开启可见光光源。

而后，由于运动轨迹落入可见光光源覆盖区域的终端设备仅有一个，也就是说仅有一个终端设备需要进行可见光通信。此时，令可见光光源沿终端设备的运动轨迹进行追踪，从而确保了这一个终端设备始终可以得到一种较为理想且稳定的数据通信状态。这样也就因此克服了位置移动造成终端设备数据通信不稳定的问题。

步骤S105：当有超过一个终端设备的运动轨迹落入可见光光源的覆盖区域内时，开启可见光光源；同时根据多个终端设备的运动轨迹计算多个终端设备的整体运动趋势，令可见光光源沿多个终端设备的整体运动趋势进行追踪。

具体的，当有超过一个终端设备的运动轨迹落入可见光光源的覆盖区域内时，开启可见光光源。同样的，为保证多个终端设备可以进行正常的数据通信过程，需要开启可见光光源。

而后，由于运动轨迹落入可见光光源覆盖区域的终端设备有超过一个，也就是说有多个终端设备需要进行可见光通信。此时，需要为多个终端设备提供一种较为理想且稳定的数据通知状态。因此，在开启可见光光源的同时需要计算多个终端设备的整体运动趋势。为保证绝大多数终端设备均可以获取较好的数据通信状态，在开启可见光光源的同时需要计算多个终端设备的整体运动趋势。

需要说明的是，多个终端设备的整体运动趋势是由多个终端设备的运动轨迹计算得到的。举例来说，例如有五个终端设备的运动轨迹落入可见光光源的覆盖区域内，其中的三个终端设备的运动轨迹向左侧移动，其中的一个终端设备的运动轨迹向右侧移动，剩余的一个终端设备保持静止。就整体而言，对于五个终端设备来说，其整体运动趋势还是向左侧移动的。此时令可见光光源沿计算出的终端设备的整体运动趋势进行追踪，可保证绝大多数的终端设备可以处于较为理想且稳定的数据通信状态中。以上述例子来说，五个终端设备中除了向右侧移动的终端设备可能由于可见光光源的追踪而无法接收到调制光信号，更多数量的终端设备在此过程中可以获得较好的数据通信状态，这也是可以接受的。由此确保了绝大多数的终端设备始终处于一种较为理想且稳定的数据通信装置，最大程度的降低了位置移动造成的数据通信不稳定的问题。

步骤S106：当没有终端设备的运动轨迹落入可见光光源的覆盖区域内时，关闭可见光光源。

除了上述步骤S104、步骤S105所提及的两种可能的情况外，还可能存在没有终端设备的运动轨迹落入可见光光源的覆盖区域内的情况。由于没有终端设备的运动轨迹落入可见光光源的覆盖区域，也就是说没有终端设备需要进行可见光通信。此时，可以对应的关闭可见光光源，从而减少能源的消耗。

至此，本发明实施例提供的基于可见光通信的自适应多点追踪方法，通过获取终端设备的位置信息，并计算终端设备的运动轨迹；根据终端设备的运动轨迹以及可见光光源的覆盖区域之间的关系，控制开启/关闭可见光光源；同时令可见光光源进行追踪，从而确保终端设备可以获取较为稳定的数据通信所需信号。

需要补充的一点是，在上述实施例中可见光光源用于发送与终端设备进行可见光通信所需的调制光信号。

此外，另一方面，本发明实施例还提供了一种基于可见光通信的自适应多点追踪装置，如图2所述，该装置包括：可见光光源1、位置传感器2、中央控制器3。进一步的，中央控制器3包括轨迹计算模块31、控制模块32以及可见光光源控制模块33。

其中，可见光光源1，用于发送与终端设备进行可见光通信所需的调制光信号；位置传感器2，用于获取终端设备的数量以及每个终端设备的位置信息；

中央控制器3中包括与位置传感器2相连接的轨迹计算模块31，用于根据预设的运动方案以及获取的每个终端设备的位置信息，计算每个终端设备的运动轨迹；还用于根据多个终端设备的运动轨迹计算多个终端设备的整体运动趋势。控制模块32，用于确定可见光光源的覆盖区域，并根据每个终端设备的运动轨迹，确定落入可见光光源的覆盖区域内的终端设备的数量。

进一步的，根据终端设备的运动轨迹与可见光光源的覆盖区域的关系，当有且仅有一个终端设备的运动轨迹落入可见光光源的覆盖区域内时，控制模块32控制可见光光源控制模块33开启可见光光源1，同时令可见光光源1沿终端设备的运动轨迹进行追踪。

或者，当有超过一个终端设备的运动轨迹落入可见光光源的覆盖区域内时，控制模块32还用于控制轨迹计算模块31根据多个终端设备的运动轨迹计算多个终端设备的整体运动趋势；同时用于控制可见光光源控制模块33开启可见光光源1，令可见光光源1沿多个终端设备的整体运动趋势进行追踪。

再或者，当没有终端设备的运动轨迹落入可见光光源的覆盖区域内时，控制模块32还用于控制可见光光源控制模块33关闭可见光光源1。

需要补充的一点是，在本发明实施例中，对可见光光源的数量以及类型并不做进一步限定，因此本发明实施例中所提及的可见光光源可以为单一的可见光光源或者为由多个可见光光源构成的可见光光源矩阵组，本领域技术人员可以根据不同场合的使用需求选择适合的可见光光源。

其中，该基于可见光通信的自适应多点追踪装置使用了上述实施例中基于可见光通信的自适应多点追踪方法。因此，其工作过程可参考上述实施例中可见光通信方法中的相关描述，在此不做赘述。

本发明实施例提供的基于可见光通信的自适应多点追踪装置，通过获取终端设备的位置信息，并计算终端设备的运动轨迹；根据终端设备的运动轨迹以及可见光光源的覆盖区域之间的关系，控制开启/关闭可见光光源；此外还另可见光光源进行追踪，从而确保终端设备可以获取较为稳定的数据通信所需信号。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于可见光通信的自适应多点追踪方法，其特征在于，所述方法包括：

获取终端设备的数量以及每个所述终端设备的位置信息；

根据预设的运动方案，计算每个所述终端设备的运动轨迹；

确定所述可见光光源的覆盖区域；

当有且仅有一个所述终端设备的运动轨迹落入所述可见光光源的覆盖区域内时，开启所述可见光光源；同时令所述可见光光源沿所述终端设备的运动轨迹进行追踪；

所述方法还包括：

当有超过一个所述终端设备的运动轨迹落入所述可见光光源的覆盖区域内时，开启所述可见光光源；同时根据多个所述终端设备的运动轨迹计算多个所述终端设备的整体运动趋势，令所述可见光光源沿多个所述终端设备的整体运动趋势进行追踪。

2.根据权利要求1所述的基于可见光通信的自适应多点追踪方法，其特征在于，所述方法还包括：当没有所述终端设备的运动轨迹落入所述可见光光源的覆盖区域内时，关闭所述可见光光源。

3.根据权利要求1-2任意项所述的基于可见光通信的自适应多点追踪方法，其特征在于，所述可见光光源用于发送与所述终端设备进行可见光通信所需的调制光信号。

4.一种基于可见光通信的自适应多点追踪装置，其特征在于，包括：

可见光光源，用于发送与终端设备进行可见光通信所需的调制光信号；

位置传感器，用于获取终端设备的数量以及每个所述终端设备的位置信息；

以及中央控制器，所述中央控制器包括轨迹计算模块、控制模块及可见光光源控制模块，所述轨迹计算模块、所述控制模块及所述可见光光源控制模块依次连接，所述可见光光源控制模块还与所述可见光光源连接；

所述轨迹计算模块与所述位置传感器相连接，用于根据预设的运动方案以及获取的每个所述终端设备的位置信息，计算每个所述终端设备的运动轨迹；

所述控制模块用于确定可见光光源的覆盖区域，并根据每个所述终端设备的运动轨迹，确定落入可见光光源的覆盖区域内的所述终端设备的数量；

当有且仅有一个所述终端设备的运动轨迹落入所述可见光光源的覆盖区域内时，所述控制模块控制所述可见光光源控制模块开启所述可见光光源，同时令所述可见光光源沿所述终端设备的运动轨迹进行追踪；

当有超过一个所述终端设备的运动轨迹落入所述可见光光源的覆盖区域内时，所述控制模块还用于控制所述轨迹计算模块根据多个所述终端设备的运动轨迹计算多个所述终端设备的整体运动趋势；同时用于控制所述可见光光源控制模块开启所述可见光光源，令所述可见光光源沿多个所述终端设备的整体运动趋势进行追踪。

5.根据权利要求4所述的基于可见光通信的自适应多点追踪装置，其特征在于，当没有所述终端设备的运动轨迹落入所述可见光光源的覆盖区域内时，所述控制模块还用于控制所述可见光光源控制模块关闭所述可见光光源。