CN106464361A - 基于光的通信传输协议 - Google Patents

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Abstract

公开了用于提供接收机设备与一个或多个传输LCom使能照明器之间的基于光的通信(LCom)的技术。根据某些实施例,可通过由多个LCom使能照明器输出的多个色彩的光来分配要传输的LCom数据,并且使用时分多址(TDMA)方案跨光的多个色彩并行地传输该LCom数据。在某些情况下,所公开技术可以例如用来允许多个LCom使能照明器用单个接收机设备通过多个活动的LCom信道同时地进行通信。在某些情况下,所公开技术可例如用来提供当LCom信道中断时促进LCom数据传输的成功完成的信道冗余。在某些情况下,所公开技术可例如用来提供用于室内导航的更准确定位。

Description

基于光的通信传输协议
相关申请的交叉引用
本申请是2014年12月16日提交且题为“Light-Based Communication TransmissionProtocol”的美国专利申请号14/572,179的国际申请并要求其优先权,该美国专利申请是以下各项的非临时申请,并要求其权益:美国临时专利申请号61/970,305(代理人案号2014P00333US),题为“Light Communication Protocol”,2014年3月25日提交;美国临时专利申请号61/970,307(代理人案号2014P00332US),题为“Light CommunicationOrientation”,2014年3月25日提交;美国临时专利申请号61/970,310(代理人案号2014P00361US),题为“Light Communication Receiver”,2014年3月25日提交;美国临时专利申请号61/970,321(代理人案号2014P00352US),题为“Light Communication LuminairePositioning”,2014年3月25日提交;以及美国临时专利申请号61/970,325(代理人案号2014P00325US),题为“Light Communication Navigation”,2014年3月25日提交。这些专利申请中的每一个被整体地通过引用结合到本文。
技术领域
本公开涉及固态照明(SSL),并且更具体地涉及经由SSL的基于光的通信。
背景技术
全球定位系统(GPS)设备一般地被用来促进地球上的导航。这些GPS设备被设计成与传输位置和时间信息的轨道卫星通信。更接近于地球的表面,可以使用局域无线技术(诸如Wi-Fi)来补充此类基于卫星的导航,该局域无线技术利用射频(RF)信号来与附近的兼容设备通信。这些类型的无线技术通常采用无线接入点(Wi-Fi热点)来建立网络接入,并且在安全无线网络的情况下,正常地必须提供口令或其它安全证书以便获得网络接入。
附图说明
图1是图示出根据本公开的实施例配置的示例性基于光的通信(LCom)系统的框图。
图2A是图示出根据本公开的实施例配置的LCom使能照明器的框图。
图2B是图示出根据本公开的另一实施例配置的LCom使能照明器的框图。
图3图示出根据本公开的实施例的可由LCom使能照明器传输的示例性任意LCom信号。
图4图示出根据本公开的实施例配置的示例性计算设备。
图5A是图示出根据本公开的实施例的经由卷帘快门编码方案对LCom数据进行编码的示例性过程的流程图。
图5B图示出根据本公开的实施例的经由面朝前图像捕捉设备的示例性卷帘快门图像捕捉。
图5C是图示出根据本公开的实施例的经由欠采样/混叠方案对LCom数据进行编码的示例性过程的流程图。
图5D图示出根据本公开的实施例的固定调制频率的示例性调制信号。
图6A是图示出根据本公开的实施例的用于自适应调制深度的示例性情况的作为时间的函数的亮度水平的图表。
图6B是图示出根据本公开的实施例配置的LCom使能照明器的控制环路的框图。
图6C是图示出根据本公开的实施例的动态地调整LCom信号的调制深度的过程的流程图。
图7A图示出根据本公开的实施例的示例性LCom系统,包括LCom使能照明器和计算设备。
图7B图示出根据本公开的实施例的用于从LCom使能照明器发射位置信息的示例性方法。
图8A是图示出根据本公开的实施例的可选地利用计算设备的多个光传感设备来接收LCom数据的方法的流程图。
图8B是图示出根据本公开的另一实施例的可选地利用计算设备的多个光传感设备来接收LCom数据的方法的流程图。
图8C和8D是根据本公开的实施例的从两个单独的传输LCom使能照明器接收光输入的面朝前图像捕捉设备的已放大像素输出的两个示例性图像帧。
图8E是根据本公开的实施例的作为频率的函数的功率比的图表,其图示出从两个单独的传输LCom使能照明器接收LCom信号输入的环境光传感器的示例性输出信号。
图9A是图示出根据本公开的实施例的提供用以实现图像捕捉设备相对于传输LCom使能照明器的适当对准的指令的方法的流程图。
图9B图示出根据本公开的实施例的计算设备的面朝前图像捕捉设备的光栅方向与成对传输LCom使能照明器的双重布置之间的不适当对准的示例性情形。
图9C图示出根据本公开的实施例的计算设备的面朝前图像捕捉设备的光栅方向与成对传输LCom使能照明器的双重布置之间的适当对准的示例性情形。
图9D图示出根据本公开的实施例的其中计算设备被配置成经由视觉反馈向用户输出指令的示例性情形。
图10A图示出根据本公开的实施例的示例性LCom系统,包括LCom使能照明器和LCom接收机。
图10B图示出根据本公开的实施例的确定LCom接收机位置的示例性方法。
图11A图示出根据本公开的实施例的示例性LCom系统,包括LCom使能照明器和LCom接收机。
图11B图示出根据本公开的实施例的使用惯性导航系统(INS)来加强LCom接收机定位的示例性方法。
图12图示出根据本公开的实施例的被配置成经由LCom与计算设备通信的LCom使能照明器的示例性布置。
图13A图示出根据本公开的实施例的包括示例性多面板照明器的商店。
图13B图示出根据本公开的实施例的示例性多面板照明器的底视图。
图13C图示出根据本公开的实施例的从两个不同取向观察图13B的多面板照明器的接收机。
图13D图示出根据本公开的实施例的示例性多面板照明器传输。
图14A图示出根据本公开的实施例的图像捕捉设备的示例性视场和相应图像。
图14B图示出根据本公开的实施例的在空间上分辨接收到的LCom信号的示例性方法。
图14C图示出根据本公开的另一实施例的图像捕捉设备的示例性视场和相应图像。
通过阅读结合本文所述的附图进行的以下详细描述,将更好地理解本实施例的这些及其它特征。附图并不意图按比例绘制。在附图中,可用相同的参考标号来表示在各种图中示出的每个相同或几乎相同的组件。为了清楚起见,可能并未在每个图中对每个组件进行标记。
具体实施方式
一般概述
现有智能电话和移动计算设备利用全球定位系统(GPS)与Wi-Fi技术的组合来提供导航能力,诸如各种Wi-Fi定位系统(WPS)。然而,这些现有的基于GPS和基于Wi-Fi的技术遭受许多限制,使得其使用对于室内导航而言是不切实际的。特别地,GPS具有仅几米的准确度,并且Wi-Fi网络连接的可用性和范围受限于诸如Wi-Fi热点的放置、由网络提供商施加的安全限制及其它环境因素之类的因素。因此,GPS与Wi-Fi的组合可能未能出于室内导航的目的实现充分细化的准确度。这在尝试将用户导航至零售店中的货架上的感兴趣项目的示例性环境下是特别明显的。由于零售店通常由于潜在的安全风险而对允许客户接入商店内无线网络而犹豫不决的事实可能加剧了这些复杂化。
因此,并且根据本公开的某些实施例,公开了可以例如实现为用于使用基于光的通信进行导航和定位的系统的技术。如本文所使用的基于光的通信(LCom)一般地指的是固态照明器与接收机设备(诸如智能电话或其它移动计算设备)之间使用被用数据编码的脉冲光信号进行的通信。一般地,在LCom中利用的光可以是任何频谱带的,可见光或其它,并且根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,可以是任何强度的。根据某些实施例,在LCom系统中,给定LCom使能照明器可被配置成传输被用数据进行编码的脉冲光信号(LCom信号),并且给定接收机设备(诸如智能电话或其它移动计算设备)可被配置成经由一个或多个光传感设备(除其它的之外,诸如相机和/或环境光传感器)来检测用数据编码的脉冲光信号。
如根据本公开将领会到的,对在LCom使能照明器与给定接收机设备之间建立并保持成功的LCom以及对出于提供导航(室内或其它)的目的使用LCom来确定接收机设备(和因此的用户,如果存在的话)的位置和定位存在许多重大挑战。一个此类挑战是关于确定接收机设备相对于传输LCom使能照明器的位置。虽然LCom使能照明器可被编程为知道其在空间中的位置,但该信息可能仅部分地对确定接收机设备的位置有帮助,其可能与LCom使能照明器相距给定距离。另一重大挑战是关于利用现有的基础设施和硬件(诸如在现有智能电话及其它移动计算设备中通常见到的相机及其它传感器)来实现基于LCom的定位和导航。另一重大挑战是关于将LCom使能照明器的光输出以其可被接收机设备检测并确保环境光水平在使脉冲过渡最小化的同时保持恒定,从而对光质量仅具有最小的或者另外可忽略的影响且因此对旁观者不可察觉的方式以脉冲传输。另一重大挑战是关于在合理的短暂时间段内传输LCom数据。一般地,假定用户可能只愿意等待几秒以出于室内导航的目的经由LCom来收集定位数据。因此,可能期望使LCom使能照明器在某个最佳的用户可配置或其它指定时间窗内将所有期望的LCom数据包传输到接收机设备。另外一个重大挑战是关于以高效、准确且可靠的方式将LCom数据从LCom使能照明器传输到接收机设备。LCom中的中断可以由例如接收机设备相对于传输LCom使能照明器的不对准和移动而引起,并且LCom链路可能易受破坏,例如在其中接收机设备突然或连续地移动(例如,如当用户手中有接收机设备的情况下正在到处移动时可能发生的)的情况下。因此,可能期望使LCom中的中断最小化或者另外减少并在存在错误的LCom数据时对其进行修正。另一重大挑战是关于以使数据包冲突和信道串话最小化或另外减少的方式处理在接收机设备的视场(FOV)内同时地传输的多个LCom信号。
同样地,某些实施例涉及以允许例如经由标准低速智能电话相机来检测LCom数据的方式对LCom数据进行编码。在某些情况下,所公开技术可以例如在以以下方式对LCom数据进行编码和解码时使用:(1)防止通过传输LCom使能照明器输出的光的可感知闪烁或者另外使其最小化;和/或(2)避免或者另外减少对接收机计算设备处的附加、专用接收机硬件的需要。在某些情况下,所公开技术可以例如用来增强传输LCom使能照明器与接收机设备之间的波特率。
某些实施例涉及至少部分地基于环境光水平来动态地调整光调制深度。根据公开的自适应光调制方案,给定LCom使能照明器可被配置成动态地调整调制深度和/或控制信噪比(SNR),使得平均光信号保持恒定,无论正在传输什么LCom数据。在某些情况下,所公开技术可以用来例如根据通过测量LCom使能照明器的环境的环境照明条件而评定的给定最小光调制深度来动态地调整光调制深度。在某些情况下,使用所公开技术可以提供优化或其它目标SNR。
某些实施例涉及用于从LCom使能照明器发射位置信息的技术。可经由包括包含位置信息的数据的LCom信号来发射照明器位置信息。该数据可包括用于照明器的相对和/或绝对位置信息,并且可指示照明器的物理位置。用于照明器的相对位置信息可包括相对于环境内的物理位置或原点的坐标。用于照明器的绝对位置信息可包括用于照明器的全球坐标。在某些情况下,可使用用于照明器相对于原点或物理位置的位置信息和原点或物理位置的绝对位置来计算用于照明器的绝对位置信息。在某些实施例中,该数据还可包括环境标识符。环境标识符可指示照明器位于该处的特定实体或实体类型,诸如建筑物、火车、飞机或船。环境标识符还可向LCom接收机指示要将哪个(哪些)地图用于解释用于照明器的位置信息。如根据本公开将显而易见的,用于从LCom使能照明器发射位置信息的技术可以被用于固定和移动照明器两者。在移动照明器(诸如位于移动环境(例如,火车、飞机、船、电梯等)中的照明器)的情况下,动态位置信息可被实时地更新。例如,在电梯中的照明器的情况下,照明器的楼层位置可随着其在楼层之间移动而被自动地更新。
某些实施例涉及确定如何和何时出于检测由LCom使能照明器传输的LCom信号的脉冲光并将其解码的目的而利用接收机设备的给定感光设备(诸如相机或环境光传感器)。根据某些实施例,在收集LCom数据时是利用仅相机、仅环境光传感器还是其组合的确定可部分地或完全基于包括时间、位置和/或情境的因素。
某些实施例涉及提供接收机设备的相机或其它光传感设备相对于传输LCom使能照明器的适当光栅线对准以在其之间建立可靠的LCom。在某些情况下,可以自动地提供适当对准(例如,由接收机设备和/或其它适当控制器)。在某些情况下,可以由用户提供适当的对准。在其中用户将参与对准过程的某些情况下,接收机设备可被配置成在相对于给定传输LCom使能照明器适当地对准接收机设备的过程中命令或者另外指导用户。
某些实施例涉及用于确定LCom接收机位置的技术。在某些此类实施例中,该技术可以用来确定接收机相对于在接收机相机的FOV内的特定照明器的位置。例如,可通过确定接收机相对于照明器的距离和取向来计算相对位置。可以使用由接收机相机生成的图像中的照明器的观察尺寸、图像缩放因子以及照明器的实际几何结构来计算相对于照明器的距离。可经由从照明器传输的LCom信号来接收照明器几何结构(诸如照明器的长度或宽度),或者接收机可以另一适当方式(例如,经由查找表)接收该尺度。可使用与照明器相关联的基准来确定相对于照明器的取向,该基准在由相机生成的图像内可检测。示例性基准可包括照明器上的特殊标记、不对称照明器设计方面、照明器的唯一几何结构或可被接收机相机识别以用作取向提示的照明器的某个其它方面。还可使用接收机和/或照明器的偏转(yaw)、俯仰(pitch)以及滚动(roll)来确定取向。另外,可使用接收机的绝对航向(heading)来确定取向。一旦确定了接收机相对于接收机的FOV内的照明器的位置,就可使用照明器的绝对位置来计算接收机的绝对位置。可基于从照明器接收到的LCom信号或以另一适当方式(诸如经由使用照明器的ID的查找表)来确定照明器的绝对位置。
某些实施例涉及用于使用例如惯性导航系统(INS)来加强LCom接收机定位的技术。LCom接收机INS可利用板载加速度计和/或陀螺传感器经由推算定位来计算接收机的位置、取向以及速度。以这种方式,LCom接收机可以基于已知起始点使用INS来计算其相对位置。如在本文中不同地描述的,LCom接收机可主要依赖于经由从接收机FOV内的LCom使能照明器接收到的LCom信号来确定其位置或定位。在某些情况下,LCom接收机可同样或替换地使用GPS、WPS或某个其它适当定位系统来确定其位置或定位。当没有LCom信号在接收机的FOV中且失去到其它定位系统的链路时,可使用接收机INS来加强接收机定位。在某些情况下,INS模式与其它定位技术并行地运行以连续地计算接收机的相对位置。在其它情况下,可在失去到其它定位系统的链路之后激活INS模式。在任何情况下,可基于LCom信号、GPS信号、WPS信号和/或使用任何其它适当定位技术使用接收机的最后已知位置来确定用于INS模式的起始点。
某些实施例涉及分配LCom数据以通过由多个LCom使能照明器输出的光的多个色彩来传输,并且使用时分多址(TDMA)方案跨光的多个色彩并行地传输该LCom数据。在某些情况下,所公开技术可以例如用来允许多个LCom使能照明器经由LCom同时地与单个接收机设备通信。在某些情况下,所公开技术可以用来例如允许在给定空间内设置更大量的LCom使能照明器,从而提供更准确的定位,例如以用于室内导航。在某些情况下,所公开技术可以例如用来为接收机设备提供对从不同LCom使能照明器接收到的多个LCom信号进行滤波的能力。在某些情况下,所公开技术可以例如用来允许多个LCom信道同时地在LCom系统中是活动的。在某些情况下,所公开技术可以例如用来提供冗余信道,LCom使能照明器可以在LCom信道中断时切换至该冗余信道以便成功地完成传输。
某些实施例涉及多面板LCom使能照明器。在某些此类实施例中,每个面板可包括至少一个固态光源,其中,该光源被配置成输出光。照明器还可包括至少一个调制器,其被配置成调制光源的光输出以允许发射LCom信号。照明器还可包括被配置成使LCom信号的定时同步的控制器。在定时同步的情况下,一个面板可被配置成发射作为从另一面板发射的LCom信号的反转(inverse)或副本的LCom信号。面板信号反转可用来例如保持来自照明器的相对恒定水平的光输出和/或创建用以向LCom接收机提供取向信息的虚拟基准。另外,与例如利用同一脉冲频率使用单面板照明器来传输相同数据相比,使用多面板照明器来传输数据可导致改善的数据传输速率和传输可靠性。
某些实施例涉及用于在空间上分辨接收到的LCom信号的技术。在其中一个或多个LCom信号在LCom接收机的FOV中的示例性情况下,可将表示FOV的图像分段成不重叠单元,诸如六边形、三角形、矩形或圆形单元。然后可将每个LCom信号解释为包括不重叠单元中的一个或多个的唯一像素集群。在某些情况下,可从多个LCom使能照明器和/或具有多个光面板的单个LCom使能照明器接收FOV中的LCom信号。可通过例如使用接收信号强度指示符(RSSI)信息来滤出并未载送LCom信号的像素并针对LCom接收机的取向/倾度进行调整来帮助在空间上分辨接收到的LCom信号。能够在空间上分辨接收到的LCom信号的益处可以包括但不限于在没有冲突的情况下建立与接收机的FOV内的多个LCom信号的链路和/或确定那些LCom信号的位置、改善信噪比、加强位置信息、增强采样频率以及改善通信速度。
如根据本公开将领会到的,可以在许多LCom应用和背景中的任何一个中利用本文公开的技术。例如,根据某些实施例,可以在在LCom使能照明器与接收机设备之间传输位置和定位信息时利用本文公开的技术。根据某些实施例,此信息可以部分地或完全被用来提供室内导航。在某些情况下,可利用本文公开的技术作为用于例如相比于现有的基于GPS和基于WPS的系统而言可实现定位精度和准确度方面的改善的定位和导航系统的基础。同样地,于是根据某些实施例可以将本文公开的技术用于用现有的基于GPS和基于Wi-Fi的方法不可能实现的商业企图。更具体地,虽然现有的基于GPS和基于Wi-Fi的方法的有限准确度不足以用于将客户引导到零售店内的货架上的感兴趣项目,但根据某些实施例,可以利用本文公开的技术来根据期望将客户直接地引导到店内促销及其它货架上项目。根据本公开,许多配置和变型将是显而易见的。
系统架构和操作
图1是图示出根据本公开的实施例配置的示例性基于光的通信(LCom)系统10的框图。如可以看到的,系统10可包括一个或多个LCom使能照明器100,其被配置成用于经由LCom信号与接收机计算设备200的基于光的通信耦接。如本文所讨论的,根据某些实施例,可经由基于可见光的信号来提供此类LCom。在某些情况下,可仅在一个方向上提供LCom;例如,可将LCom数据从给定LCom使能照明器100(例如,传输机)传递至计算设备200(例如,接收机)或者从计算设备200(例如,传输机)传递至给定LCom使能照明器100(例如,接收机)。在某些其它情况下,可在两个或多个方向上提供LCom;例如,可在给定LCom使能照明器100与计算设备200之间传递LCom数据,其中,两者都在传输和接收(例如,收发机)能力内行动。在其中系统10包括多个LCom使能照明器100的某些情况下,其中的全部(或某个子集)可被配置成用于相互的通信耦接(例如,照明器间通信)。根据某些实施例,系统10可选地可包括或者另外被配置成用于例如与服务器/网络300(下面讨论)的通信耦接。根据期望,可例如在服务器/网络300与计算设备200和/或一个或多个LCom使能照明器100之间提供通信耦接。
图2A是图示出根据本公开的实施例配置的LCom使能照明器100a的框图。图2B是图示出根据本公开的另一实施例配置的LCom使能照明器100b的框图。为了本公开的理解的一致性和容易性,在下文中可将LCom使能照明器100a和100b共同地通称为LCom使能照明器100,除了单独地提及的情况之外。
如可以看到的,根据某些实施例,给定LCom使能照明器100可包括一个或多个固态光源110。根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,可对在给定LCom使能照明器100中利用的固态光源110的数量、密度以及布置进行自定义。给定固态光源110可包括一个或多个固态发射器,其可以是许多半导体光源设备中的任何一个,诸如例如:(1)发光二极管(LED);(2)有机发光即二极管(OLED);(3)聚合物发光二极管(PLED);和/或(4)其中的任何一个或多个的组合。给定固态发射器可被配置成例如根据针对给定目标应用或最终使用所期望的从可见频谱带和/或不限于红外(IR)频谱带和/或紫外(UV)频谱带的电磁频谱的其它部分发射电磁辐射(例如,光)。在某些实施例中,给定固态发射器可被配置成用于发射单个相关色温(CCT)(例如,发白光半导体光源)。然而,在某些其它实施例中,给定固态发射器可被配置成用于色彩可调谐发射。例如,在某些情况下,给定固态发射器可以是多色(例如,二色、三色等)半导体光源,其被配置成用于发射组合,诸如:(1)红色-绿色-蓝色(RGB);(2)红色—绿色—蓝色—黄色(RGBY);(3)红色—绿色—蓝白—白色(RGBW);(4)双白色;和/或(5)其中的任何一个或多个的组合。在某些情况下,可将给定固态发射器配置为高亮度半导体光源。在某些实施例中,给定固态发射器可提供有上述示例性发射能力中的任何一个或多个的组合。在任何情况下,根据期望,给定固态发射器可以是封装的或未封装的,并且在某些情况下可在印刷电路板(PCB)或其它适当媒介物/基板上填充,如根据本公开将显而易见的。在某些情况下,根据期望,可从给定PCB向驱动器120(下面讨论)和/或其它设备/组件路由用于给定固态发射器的电源和/或控制连接。用于给定固态光源110的一个或多个固态发射器的其它适当配置将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
给定固态光源110还可包括与其一个或多个固态发射器光学耦接的一个或多个光学件。根据某些实施例,给定固态光源110的光学件可被配置成传输由与之光学耦接的固态发射器发射的光的一个或多个感兴趣波长(例如,可见光、VU、IR等)。为此,光学件可包括由许多光学材料中的任何一个形成的光学结构(例如,窗口、透镜、圆顶等),所述光学材料诸如例如:(1)聚合物,诸如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)或聚碳酸酯;(2)陶瓷,诸如蓝宝石(Al2O3)或钇铝石榴石(YAG);(3)玻璃;和/或(4)其中的任何一个或多个的组合。在某些情况下,给定固态光源110的光学件可由单件(例如单片)光学材料形成以提供单个连续光学结构。在某些其它情况下,给定固态光源110的光学件可由多件光学材料形成以提供多件(multi-piece)光学结构。在某些情况下,给定固态光源110的光学件可包括光学特征,诸如例如:(1)防反射(AR)涂层;(2)反射器;(3)漫射器;(4)偏振器;(5)亮度增强器;(6)磷光体材料(例如,其将从而接收到的光转换成不同波长的光);和/或(7)其中的任何一个或多个的组合。在某些实施例中,给定固态光源110的光学件例如可被配置成使通过其传输的光聚焦和/或准直。用于给定固态光源110的光学件的其它适当类型的、光学传输特性以及配置将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
根据某些实施例,给定LCom使能照明器100的一个或多个固态光源110可与驱动器120电子耦接。在某些情况下,驱动器120可以是例如被配置成供在控制给定固态光源110的一个或多个固态发射器时使用的电子驱动器(例如,单通道;多通道)。例如,在某些实施例中,驱动器120可被配置成控制给定固态发射器(或发射器群组)的开/关状态、调光水平、发射色彩、相关色温(CCT)和/或色彩饱和度。为此,驱动器120可利用许多驱动技术中的任何一个,包括例如:(1)脉宽调制(PWM)调光协议;(2)电流调光协议;(3)用于交流电的三极管(TRIAC)调光协议;(4)恒流减少(CCR)调光协议;(5)脉冲频率调制(PFM)调光协议;(6)脉冲编码调制(PCM)调光协议;(7)线电压(干线)调光协议(例如,调光器被连接在驱动器120的输入端前面以调整到驱动器120的AC电压);和/或(8)其中的任何一个或多个的组合。用于驱动器120的其它适当配置和照明控制/驱动技术将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
如根据本公开将领会到的,给定固态光源110还可包括或者另外与例如在固态照明中可使用的其它电路/组件操作地耦接。例如,给定固态光源110(和/或主机LCom使能照明器100)可被配置成托管(host)许多电子组件中的任何一个或者另外与之操作地耦接,该电子组件诸如:(1)功率转换电路(例如,用以在期望的电流和电压下将AC信号转换成DC信号以对给定固态光源110供电的电镇流器电路);(2)恒定电流/电压驱动器组件;(3)传输机和/或接收机(例如,收发机)组件;和/或(4)本地处理组件。当被包括时,根据某些实施例,此类组件可例如被安装在一个或多个驱动器120板上。
如从图2A—2B可以看到的,给定LCom使能照明器100可包括存储器130和一个或多个处理器140。存储器130可以是具有任何适当类型(例如,RAM和/或ROM或其它适当存储器)和尺寸的,并且在某些情况下可用易失性存储器、非易失性存储器或其组合来实现。给定处理器140可如通常所做的那样来配置,并且在某些实施例中例如可被配置成执行与给定主机LCom使能照明器100及其模块(例如,在存储器130内或别处)中的一个或多个相关联的操作。在某些情况下,存储器130可被配置成被用于例如处理器工作区(例如,用于一个或多个处理器140)和/或临时地或永久地在主机LCom使能照明器100上存储媒体、程序、应用和/或内容。
存储在存储器130中的一个或多个模块可以例如被给定LCom使能照明器100的一个或多个处理器140访问和执行。根据某些实施例,可以用任意适当的标准和/或自定义/专用编程语言来实现存储器130的给定模块,所述编程语言诸如例如(1)C;(2)C++;(3)目标C;(4)JavaScript;和/或(5)任何其它适当的自定义或专用指令集,如根据本公开将显而易见的。可以在例如机器可读介质上对存储器130的模块进行编码,在机器可读介质被处理器140执行时部分地或完全实行给定LCom使能照明器100的功能。计算机可读介质可以是例如硬盘驱动器、紧凑盘、记忆棒、服务器或包括可执行指令的任何适当非临时计算机/计算设备存储器或者多个此类存储器或此类存储器的组合。可以例如用门级逻辑或专用集成电路(ASIC)或芯片组或其它此类特定用途(purpose-built)逻辑来实现其它实施例。某些实施例可以用具有输入/输出能力(例如,用于接收用户输入的输入端;用于指导其它组件的输出端)和用于执行设备功能的许多嵌入式例程的微控制器来实现。在更一般意义上,根据针对给定目标应用或最终使用的期望,可以用硬件、软件和/或固件来实现存储器130的功能模块(例如,下面所讨论的一个或多个应用132)。
根据某些实施例,存储器130可在其中存储(或者另外可访问)一个或多个应用132。在某些情况下,给定LCom使能照明器100可被配置成例如经由存储在存储器130中的一个或多个应用132(例如,诸如照明模式、LCom数据等)来接收输入。可存储在存储器130中(或者可以另外可被给定LCom使能照明器100访问)的其它适当模块、应用以及数据将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
根据某些实施例,给定LCom使能照明器100的一个或多个固态光源110可被电子控制,例如以输出光和/或用LCom数据(例如,LCom信号)编码的光。为此,根据某些实施例,给定LCom使能照明器100可包括一个或多个控制器150或者另外与之通信耦接。在某些实施例中,诸如图2A中所示的,控制器150可被给定LCom使能照明器100托管,并且与该LCom使能照明器100的一个或多个固态光源110(1—N)操作地耦接(例如,经由通信总线/互连)。在这种示例性情况下,控制器150可向固态光源110中的任意一个或多个输出数字控制信号,并且可例如基于从给定本地源(例如,诸如板载存储器130)和/或远程源(例如,诸如控制接口、可选服务器/网络300等)接收到的有线和/或无线输入来这样做。结果,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,可以从而输出任何数目的输出射束(1—N)(其可包括光和/或LCom数据(例如,LCom信号))的方式来控制给定LCom使能照明器100。
然而,本公开未被如此限制。例如,在某些其它实施例中,诸如图2B中所图示的,控制器150可部分地或完全被给定LCom使能照明器100的给定固态光源110托管,并且与一个或多个固态光源110操作地耦接(例如,经由通信总线/互连)。如果LCom使能照明器100包括托管其自己的控制器150的多个此类固态光源110,则每个此类控制器150在一定意义上可被视为微型控制器,为LCom使能照明器110提供分布式控制器150。在某些实施例中,可将控制器150例如填充在主机固态光源110的一个或多个PCB上。在这种示例性情况下,控制器150可向LCom使能照明器100的关联固态光源110输出数字控制信号,并且可例如基于从给定本地源(例如,诸如板载存储器130)和/或远程源(例如,诸如控制接口、可选服务器/网络300等)接收到的有线和/或无线输入来这样做。结果,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,可以从而输出任何数目的输出射束(1-N)(其可包括光和/或LCom数据(例如,LCom信号))的方式来控制给定LCom使能照明器110。
根据某些实施例,给定控制器150可托管一个或多个照明控制模块,并且可被编程或者另外配置成输出一个或多个控制信号,例如以调整给定固态光源110的固态发射器的操作。例如,在某些情况下,给定控制器150可被配置成输出控制信号以控制给定固态发射器的光束是开还是关。在某些情况下,给定控制器150可被配置成输出控制信号以控制由给定固态发射器发射的光的强度/亮度(例如,变暗;变亮)。在某些情况下,给定控制器150可被配置成输出控制信号以控制由给定固态发射器发射的光的色彩(例如,混合;调谐)。因此,如果给定固态光源110包括被配置成发射具有不同波长的光的两个或更多固态发射器,则可使用控制信号来调整不同固态发射器的相对亮度以便改变由固态光源110输出的混合色彩。在某些实施例中,控制器150可被配置成向编码器172(下面讨论)输出控制信号以促进LCom数据的编码以便由给定LCom使能照明器100传输。在某些实施例中,控制器150可被配置成向调制器174(下面讨论)输出控制信号以促进LCom信号的调制以便由给定LCom使能照明器100传输。用于给定LCom使能照明器100的给定控制器150的其它适当配置和控制信号输出将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
根据某些实施例,给定LCom使能照明器100可包括编码器172。在某些实施例中,编码器172可被配置成例如对LCom数据进行编码以便准备好由主机LCom使能照明器100将其传输。为此,可为编码器172提供任何适当配置,如根据本公开将显而易见的。
根据某些实施例,给定LCom使能照明器100可包括调制器174。在某些实施例中,调制器174可被配置成例如对LCom信号进行调制以便准备好由主机LCom使能照明器100将其传输。在某些实施例中,调制器174可以是单通道或多通道电子驱动器(例如,驱动器120),其被配置成例如用于在控制给定固态光源110的一个或多个固态发射器的输出时使用。在某些实施例中,调制器174可被配置成控制给定固态发射器(或发射器群组)的开/关状态、调光水平、发射色彩、相关色温(CCT)和/或色彩饱和度。为此,调制器174可利用许多驱动技术中的任何一个,所述驱动技术包括例如:(1)脉宽调制(PWM)调光协议;(2)电流调光协议;(3)用于交流电的三极管(TRIAC)调光协议;(4)恒流减少(CCR)调光协议;(5)脉冲频率调制(PFM)调光协议;(6)脉冲编码调制(PC)调光协议;(7)线电压(干线)调光协议(例如,调光器被连接在调制器174的输入端前面以调整到调制器174的AC电压);和/或(8)任何其它适当的照明控制/驱动技术,如根据本公开将显而易见的。用于调制器174的其它适当配置和控制/驱动技术将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
根据某些实施例,给定LCom使能照明器100可包括乘法器176。乘法器176可如通常所做的那样配置,并且在某些示例性实施例中可被配置成将从上游调制器174接收到的输入与从环境光传感器165(下面讨论)接收到的输入相组合。在某些情况下,乘法器176可被配置成根据期望而增加和/或减小从其通过的信号的振幅。用于乘法器176的其它适当配置将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
根据某些实施例,给定LCom使能照明器100可包括加法器178。加法器178可被如通常所做的那样配置,并且在某些示例中,实施例可被配置成将从上游乘法器178接收到的输入与DC水平输入组合。在某些情况下,加法器178可被配置成根据期望而增加和/或减小从其通过的信号的振幅。用于加法器178的其它适当配置将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
根据某些实施例,给定LCom使能照明器100可包括数模转换器(DAC)180。DAC 180可被如通常所做的那样配置,并且在某些示例性实施例中可被配置成将数字控制信号转换成模拟控制信号以施加于主机LCom使能照明器100的给定固态光源110以从其输出LCom信号。用于DAC 180的其它适当配置将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
如前所述,根据某些实施例,给定LCom使能照明器100可被配置成输出光和/或用LCom数据(例如,LCom信号)编码的光。图3图示出根据本公开的实施例的可由LCom使能照明器100传输的示例性任意LCom信号。如在这里可以看到的,根据某些实施例,LCom使能照明器100可被配置成在给定时间间隔(t1—t0)内以给定传输速率传输给定LCom信号。在某些情况下,给定LCom使能照明器100可被配置成重复地输出其一个或多个LCom信号。在任何情况下,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,传输速率可以是自定义的。
根据某些实施例,给定LCom使能照明器100可包括一个或多个传感器160。在某些实施例中,给定LCom使能照明器100可选地可包括高度计161。当被包括时,高度计161可被如通常所做的那样配置,并且在某些示例性实施例中可被配置成帮助确定主机LCom使能照明器100相对于给定固定水平(例如,楼层、墙壁、地面或其它表面)的高度。在某些实施例中,给定LCom使能照明器100可选地可包括地磁传感器163。当被包括时,地磁传感器163可被如通常所做的那样配置,并且在某些示例性实施例中可被配置成确定主机LCom使能照明器100相对于地磁极(例如,地磁北)或其它期望航向(其根据针对给定目标应用或最终使用的期望可以是自定义的)的取向和/或移动。在某些实施例中,给定LCom使能照明器100可选地可包括环境光传感器165。当被包括时,环境光传感器165可被如通常所做的那样配置,并且在某些示例性实施例中可被配置成检测并测量主机LCom使能照明器100的周围环境中的环境光水平。在某些情况下,环境光传感器165可被配置成例如向LC使能照明器100的乘法器176输出信号。在某些实施例中,给定LCom使能照明器100可选地可包括陀螺传感器167。当被包括时,陀螺传感器167可被如通常所做的那样配置,并且在某些示例性实施例中可被配置成确定主机LCom使能照明器100的取向(例如,滚动、俯仰和/或偏转)。在某些实施例中,给定LCom使能照明器100可选地可包括加速度计169。当被包括时,加速度计169可被如通常所做的那样配置,并且在某些示例性实施例中可被配置成检测主机LCom使能照明器100的运动。在任何情况下,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,给定主机LCom使能照明器100的给定传感器160可包括机械和/或固态组件。并且,应注意的是本公开并不这样仅限于这些示例性可选传感器160,因为根据某些其它实施例,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,可提供附加和/或不同传感器160。许多配置根据本公开将是显而易见的。
根据某些实施例,给定LCom使能照明器100可包括通信模块170,根据期望,其可被配置成用于有线(例如,通用串行总线或USB、以太网、FireWire等)通信和/或无线(例如,Wi-Fi、蓝牙等)通信。根据某些实施例,通信模块170可被配置成利用许多有线和/或无线通信协议中的任何一个来本地地和/或远程地进行通信,所述有线和/或无线通信协议包括例如:(1)数字复用器(DMX)接口协议;(2)Wi-Fi协议;(3)蓝牙协议;(4)数字可寻址照明接口(DALI)协议;(5)ZigBee协议;和/或(6)其中的任何一个或多个的组合。然而,应注意的是本公开并未如此仅限于这些示例性通信协议,因为在更一般的意义上,并且根据某些实施例,根据针对给定目标应用或最终使用的期望,通信模块170可利用任何适当的通信协议,有线和/或无线的、标准的和/或自定义和/或专用的。在某些情况下,通信模块170可被配置成促进各LCom使能照明器100之间的照明器间通信。为此,通信模块170可被配置成根据针对给定目标应用或最终使用所期望的使用任何适当的有线和/或无线传输技术(例如,射频或RF传输;红外或IR光调制等)。用于通信模块170的其它适当配置将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
图4图示出根据本公开的实施例配置的示例性计算设备200。如在本文中所讨论的,根据某些实施例,计算设备200可被配置成:(1)检测由传输LCom使能照明器100发射的LCom信号的光脉冲;以及(2)从检测到的LCom信号解码LCom数据。为此,计算设备200可以是许多计算平台中的任何一个,移动的或其它的。例如,根据某些实施例,计算设备200可以部分地或完全地是:(1)膝上计算机/笔记本计算机或小型笔记本计算机;(2)平板电脑或平板型计算机;(3)移动电话或智能电话;(4)个人数字助理(PDA);(5)便携式媒体播放器(PMP);(6)蜂窝手机;(7)手持式游戏设备;(8)游戏平台;(9)台式计算机;(10)电视机;(11)可穿戴或其它随身携带计算设备,诸如智能手表、智能眼镜或智能帽子;和/或(12)其中的任何一个或多个的组合。用于计算设备200的其它适当配置将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
如从图4可以看到的,计算设备200可包括存储器210和一个或多个处理器220。存储器210可以是任何适当类型(例如,RAM和/或ROM或其它适当存储器)和尺寸的,并且在某些情况下可用易失性存储器、非易失性存储器或其组合来实现。计算设备200的给定处理器220可被如通常所做的那样配置,并且在某些实施例中可被配置成例如执行与计算设备200及其模块(例如, 在存储器210内或在别处)中的一个或多个相关联的操作。在某些情况下,存储器210可被配置成被用于例如处理器工作区(例如,用于一个或多个处理器220)和/或临时地或永久地在计算设备200上存储媒体、程序、应用和/或内容。
存储在存储器210中的一个或多个模块可以例如被计算设备200的一个或多个处理器220访问和执行。根据某些实施例,可以用任何适当的标准和/或自定义/专用编程语言来实现存储器210的给定模块,所述编程语言诸如例如(1)C;(2)C++;(3)目标C;(4)JavaScript;和/或(5)任何其它适当的自定义或专用指令集,如根据本公开将显而易见的。可以在例如机器可读介质上对存储器210的模块进行编码,在机器可读介质被处理器220执行时部分地或完全执行计算设备200的功能。计算机可读介质可以是例如硬盘驱动器、紧凑盘、记忆棒、服务器或包括可执行指令的任何适当非临时计算机/计算设备存储器或者多个此类存储器或此类存储器的组合。可以例如用门级逻辑或专用集成电路(ASIC)或芯片组或其它此类特定用途逻辑来实现其它实施例。某些实施例可以用具有输入/输出能力(例如,用于接收用户输入的输入端;用于指导其它组件的输出端)和用于执行设备功能的许多嵌入式例程的微控制器来实现。在更一般意义上,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,可以用硬件、软件和/或固件来实现存储器210的功能模块(例如,诸如每个在下面讨论的OS 212、UI 214和/或一个或多个应用216)。
根据某些实施例,存储器210可包括操作系统(OS)212。可用任何适当的OS(移动的或其它)来实现OS 212,诸如:(1)来自谷歌公司的Android OS; (2)来自苹果公司的iOS;(3)来自黑莓公司的BlackBerry;(4)来自微软公司的Windows Phone OS;(5)来自Palm公司的Palm OS/Garnet OS;(6)开源OS,诸如Symbian OS;和/或(7)其中的任何一个或多个的组合。如根据本公开将认识到的,OS 212可被配置成例如在LCom数据流过计算设备200期间帮助处理LCom数据。用于OS 212的其它适当配置和能力将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
根据某些实施例,计算设备200可包括用户界面(UI)模块214。在某些情况下,可在存储器210(例如,如一般地在图4中示出的)中实现UI 214,而在某些其它情况下,可以在位置组合中(例如,下面所讨论的在存储器210处和在显示器230处)实现UI 214,从而为UI214提供给定程度的功能分布性。根据某些实施例,UI 214可被配置成在被配置成例如帮助执行本文所讨论的各种LCom相关技术中的任何一个的显示器230处呈现图形UI(GUI)。用于UI 214的其它适当配置和能力将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
根据某些实施例,存储器210可在其中存储(或者另外可访问)一个或多个应用216。在某些情况下,计算设备200可被配置成例如经由存储在存储器210中的一个或多个应用216(例如,诸如室内导航应用)来接收输入。可存储在存储器210中(或者另外可以可由计算设备200访问)的其它适当模块、应用以及数据将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
如进一步从图4可以看到的,根据某些实施例,计算设备200可包括显示器230。显示器230可以是被配置成显示或者另外在该处生成图像(例如,图像、视频、文本和/或其它可显示内容)的电子视觉显示器或其它设备。在某些实施例中,显示器230可部分地或完全与计算设备200集成,而在某些其它情况下,显示器230可以是配置成使用任何适当的有线和/或无线通信手段与计算设备200通信的独立组件。
在某些情况下,显示器230可选地可以是触摸屏显示器或其它触敏显示器。为此,显示器230可利用许多触摸传感技术中的任何一个,诸如:(1)电阻触摸传感;(2)电容触摸传感;(3)表面声波(SAW)触摸传感;(4)红外(IR)触摸传感;(5)光学成像触摸传感;和/或(6)其中的任何一个或多个的组合。在更一般意义上,并且根据某些实施例,可选地触敏显示器230一般地可被配置成检测或者另外感测在该显示器230的给定位置处的来自用户手指、触针或其它适当实现方式的直接和/或接近接触。在某些情况下,可选地触敏显示器230可被配置成将此类触摸转换成可以被计算设备200(例如,被其一个或多个处理器220)处理并被操纵或者另外使用以触发给定GUI动作的电子信号。在某些情况下,触敏显示器230可经由此类显示器230所呈现的GUI来促进与计算设备200的用户交互。用于显示器230的许多适当配置根据本公开将是显而易见的。
根据某些实施例,计算设备200可包括通信模块240,其可根据期望被配置成用于使用任何适当的有线和/或无线传输技术(例如,射频或RF传输;红外或IR、光调制等)的有线(例如,通用串行总线或USB、以太网、FireWire等)通信和/或无线(例如,Wi-Fi、蓝牙等)通信。根据某些实施例,通信模块240可被配置成利用许多有线和/或无线通信协议中的任何一个本地地和/或远程地进行通信,所述有线和/或无线通信协议包括例如:(1)数字复用器(DMX)接口协议;(2)Wi-Fi协议;(3)蓝牙协议;(4)数字可寻址照明接口(DALI)协议;(5)ZigBee协议;(6)近场通信(NFC)协议;(7)基于局域网(LAN)的通信协议;(8)基于蜂窝的通信协议;(9)基于因特网的通信协议;(10)基于卫星的通信协议;和/或(11)其中的任何一个或多个的组合。然而,应注意的是本公开并未这样仅限于这些示例性通信协议,因为在更一般的意义上,并且根据某些实施例,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,通信模块240可利用任何适当的通信协议,有线和/或无线的、标准的和/或自定义和/或专用的。在某些情况下,通信模块240可被配置成与一个或多个LCom使能照明器100通信。在某些情况下,计算设备200的通信模块240和给定LCom使能照明器100的通信模块170可被配置成利用相同的通信协议。在某些情况下,通信模块240可被配置成与服务器/网络300(下面讨论)通信。用于通信模块240的其它适当配置将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
并且,如从图4可以看到的,根据某些实施例,计算设备200可包括一个或多个图像捕捉设备250,诸如面朝前图像捕捉设备252和/或面朝后图像捕捉设备254。为了本公开的理解的一致性和容易性,在下文中可将面朝前图像捕捉设备252和面朝后图像捕捉设备254共同地通称为图像捕捉设备250,除了单独提及的情况下之外。
给定图像捕捉设备250可以是被配置成捕捉数字图像的任何设备,诸如静止相机(例如,被配置成捕捉静止照片的相机)或视频相机(例如,被配置成捕捉包括多个帧的活动图像的相机)。在某些情况下,给定图像捕捉设备250可包括诸如例如光学组合件、图像传感器和/或图像/视频编码器之类的组件,并且可部分地或完全与计算设备200集成。根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,可用硬件、软件和/或固件的任何组合来实现给定图像捕捉设备250的这些组件(及其它的,如果有的话)。给定图像捕捉设备250可以被配置成使用例如在可见频谱和/或不限于红外(IR)频谱、紫外(UR)频谱等的电磁频谱的其它部分中的光进行操作。在某些情况下,给定图像捕捉设备250可被配置成连续地获取成像数据。如本文所述,根据某些实施例,计算设备200的给定图像捕捉设备250可被配置成检测传输LCom使能照明器100的光和/或LCom信号输出。在某些情况下,给定图像捕捉设备250可以是例如类似于通常在智能电话或其它移动计算设备中找到的相机。用于计算设备200的给定图像捕捉设备250(例如,面朝前图像捕捉设备252;面朝后图像捕捉设备254)的其它适当配置将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
根据某些实施例,计算设备200可包括一个或多个传感器260。在某些实施例中,计算设备200可选地可包括地磁传感器263。当被包括时,地磁传感器263可被如通常所做的那样配置,并且在某些示例性实施例中可被配置成确定主机计算设备200相对于地磁极(例如,地磁北)或其它期望航向(其根据针对给定目标应用或最终使用的期望可以是自定义的)的取向和/或移动。在某些实施例中,计算设备200可选地可包括环境光传感器265。当被包括时,环境光传感器265可被如通常所做的那样配置,并且在某些示例性实施例中可被配置成检测并测量主机计算设备200的周围环境中的环境光水平。在某些实施例中,计算设备200可选地可包括陀螺传感器267。当被包括时,陀螺传感器267可被如通常所做的那样配置,并且在某些示例性实施例中可被配置成确定主机计算设备200的取向(例如,滚动、俯仰和/或偏转)。在某些实施例中,计算设备200可选地可包括加速度计269。当被包括时,加速度计269可被如通常所做的那样配置,并且在某些示例性实施例中可被配置成检测主机计算设备200的运动。在任何情况下,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,给定主机计算设备200的给定传感器260可包括机械和/或固态组件。并且,应注意的是本公开并不这样仅限于这些示例性可选传感器260,因为根据某些其它实施例,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,可提供附加和/或不同传感器260。许多配置根据本公开将是显而易见的。
根据某些实施例,计算设备200可包括一个或多个控制器270或者另外与之通信耦接。给定控制器270可被配置成输出一个或多个控制信号以控制计算设备200的各种组件/模块中的任何一个或多个,并且可例如基于从给定本地源(例如,诸如板载存储器210)和/或远程源(例如,诸如控制接口、可选服务器/网络300等)接收到的有线和/或无线输入来这样做。根据某些实施例,给定控制器270可托管一个或多个控制模块,并且可被编程或者另外配置成输出一个或多个控制信号,例如以调整计算设备200的给定部分的操作。例如,在某些情况下,给定控制器270可被配置成输出控制信号以控制给定图像捕捉设备250(例如,面朝前图像捕捉设备252和/或面朝后图像捕捉设备254)的操作。在某些情况下,给定控制器270可被配置成输出控制信号以控制一个或多个传感器260的操作。用于计算设备200的给定控制器270的其它适当配置和控制信号输出将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
如进一步从图4可以看到的,根据某些实施例,计算设备200可包括音频输出设备280。根据某些实施例,音频输出设备280可以是例如扬声器或能够从音频数据信号产生声音的任何其它设备。音频输出设备280可以被配置成例如再现位于其主机计算设备200本地和/或被其主机计算设备200接收到的声音。在某些情况下,音频输出设备280可部分地或完全与计算设备200集成,而在某些其它情况下,音频输出设备280可以是被配置成根据期望使用任何适当的有线和/或无线通信手段与计算设备200通信的独立组件。用于音频输出设备280的其它适当类型和配置将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
服务器/网络300可以是任何适当公共和/或私用通信网络。例如,在某些情况下,服务器/网络300可以是操作地耦接到广域网(WAN)(诸如因特网)的专用局域网(LAN)。在某些情况下,服务器/网络300可包括一个或多个第二代(2G)、第三代(3G)和/或第四代(4G)移动通信技术。在某些情况下,服务器/网络300可包括无线局域网(WLAN)(例如,Wi-Fi无线数据通信技术)。在某些情况下,服务器网络300可包括蓝牙无线数据通信技术。在某些情况下,服务器/网络300可包括支持基础设施和/或功能,诸如服务器和服务提供商,但是此类特征并不是经由服务器/网络300来执行通信所必需的。在某些情况下,计算设备200可被配置成用于例如与服务器/网络300和一个或多个LCom使能照明器100的通信耦接。在某些情况下,计算设备200可被配置成从服务器/网络300接收数据,这例如用于补充由计算设备200从给定LCom使能照明器100接收到的LCom数据。在某些情况下,计算设备200可被配置成从服务器/网络300接收促进经由一个或多个LCom使能照明器100的室内导航的数据(例如,诸如位置、ID和/或关于给定LCom使能照明器100的其它数据)。在某些情况下,服务器/网络300可包括或者另外可访问可被与之通信耦接的计算设备200访问的数据的一个或多个查找表。用于服务器/网络300的许多配置根据本公开将是显而易见的。
用于增强LCom中的波特率的技术
如前所述,存在与通过光来调制数据并将其传输到用于LCom的空间相关联的许多重大挑战。例如,为了防止光输出中的视觉伪像及其它可感知变化或者另外使其最小化,可能期望使LCom光源以足够高的速度进行传输。然而,由给定接收机设备进行的已调制光的有效检测取决于该设备是否具有足够的接收能力。当前可用的智能电话相机通常具有30帧/秒(FPS)或60 FPS的最大帧速率,这仅提供非常有限的低速接收能力。同样地,当前不存在用以在没有以下各项的情况下获得通过光调制的数据时有效地利用现有智能电话相机硬件的已知方式:(1)在传输光输出中进行改变,其将是用户和任何旁观者可感知的;或者(2)向接收机设备添加昂贵的专用接收机硬件。
因此,并且根据某些实施例,公开了用于以允许经由面朝前图像捕捉设备252(诸如例如具有30 FPS的帧速率的标准低速智能电话)检测到LCom数据的方式对LCom数据进行编码的技术。在某些情况下,所公开技术可以例如在以以下方式对LCom数据进行编码和解码时使用:(1)防止通过传输LCom使能照明器100输出的光的可感知闪烁或者另外使其最小化;和/或(2)避免或者另外减少对计算设备200处的附加、专用接收机硬件的需要。在某些情况下,所公开技术可以例如用来增强传输LCom使能照明器100与接收计算设备200之间的波特率。例如,如果面朝前图像捕捉设备252是被配置成以VGA分辨率(640×480像素)以30FPS捕捉图像的典型智能电话面朝前相机,并且如果利用标准RGB色彩分布,则由面朝前图像捕捉设备252捕捉的每个帧为约900 KB的图像数据(640像素×480像素×3个色彩)。因此,在30 FPS的帧速率下,根据示例性实施例,面朝前图像捕捉设备252可每秒捕捉约27 MB的原始图像数据。
图5A是图示出根据本公开的实施例的经由卷帘快门编码方案对LCom数据进行编码的示例性过程的流程图。如可以看到的,流程可在方框501处从执行包括LCom使能照明器100传输LCom信号的卷帘快门图像捕捉开始。可例如经由计算设备200的面朝前图像捕捉设备252来执行卷帘快门图像捕捉。卷帘快门图像捕捉的持续时间可以是根据针对给定目标应用或最终使用所期望的而自定义的,并且在某些情况下,可以至少如LCom使能照明器100要在重复传输之前完成其LCom数据的一次完整传输(例如,如上文相对于图3所讨论的)所花费的时间间隔(t1-t0)一样长。
然后,流程可如在方框503中那样以对存在于每个捕捉图像帧中的任何LCom数据进行解码而继续。在卷帘快门图像捕捉期间,面朝前图像捕捉设备252可以给定的帧速率(N个帧/秒)捕捉多个图像帧(帧1—N)。根据某些实施例,面朝前图像捕捉设备252可被配置成以例如在约24—60 FPS或更大的范围内的帧速率捕捉图像。如从图示出根据本公开的实施例的经由面朝前图像捕捉设备252的示例性卷帘快门图像捕捉的图5B可以看到的,虽然在任何给定捕捉图像帧处仅部分LCom数据可被面朝前图像捕捉设备252捕捉到,但所述多个捕捉图像帧(帧1—N)包含聚合体中的所有LCom数据。因此,如果面朝前图像捕捉设备252例如以30 FPS的帧速率执行卷帘快门图像捕捉,则在1秒的时间间隔内,捕捉30帧的部分LCom数据,那些图像帧包含聚合体中的所有LCom数据。
然后,流程可如在方框505中那样以使用从每个捕捉图像帧解码的部分LCom数据来重构传输LCom信号的全LCom数据而继续。由于每个捕捉图像帧接收到仅部分LCom数据,所以在执行卷帘快门图像捕捉的足够长的时间间隔内,可以利用由面朝前图像捕捉设备252在所述多个图像帧(1—N)内捕捉的部分LCom数据中的全部(或某个子集)来重构全LCom数据包。因此,如果传输LCom使能照明器100重复地以30 FPS传输其LCom信号,则接收计算设备200可例如从在2秒的时间间隔内接收到的部分LCom数据的60个图像帧重构全LCom数据包。全LCom数据的重构可例如经由计算设备200的处理器220来执行,并且在某些情况下可用从其被托管(例如,在存储器210中)或另外其可访问的应用216来辅助。
图5C是图示出根据本公开的实施例的经由欠采样/混叠方案对LCom数据进行编码的示例性过程的流程图。如可以看到的,流程可在方框511处以捕捉包括LCom使能照明器传输LCom信号的图像开始。根据实施例,可例如经由计算设备200的面朝前图像捕捉设备252来执行图像捕捉。
然后,流程可如在方框513中那样以在LCom信号的LCom数据被编码的调制频率下对捕捉的图像数据进行采样、但对至少一个像素进行欠采样而继续。根据某些实施例,LCom使能照明器100可被配置成在给定固定调制频率下在没有滤波的情况下对其LCom信号进行调制(例如,经由调制器174)。例如,考虑图5D,其图示出根据本公开的实施例的固定调制频率的示例性调制信号。如在这里可以看到的,在某些情况下,大于或等于约1 kHz的调制频率可被LCom使能照明器100在调制其LCom数据时利用。然而,本公开未这样仅限于此示例性调制频率范围,如在更一般的意义上,并且根据某些实施例,调制频率可以是足以防止可感知的闪烁(例如,用户或任何旁观者可感知)或者另外使其最小化的任何适当频率。在某些情况下,该固定调制频率可选地可被调整以虑及抖动(ϵ)。
正常地,为了根据尼奎斯特准则来重构未知模拟信号,必须以大于信号中的最高频率分量两倍的频率对该信号进行采样。然而,如果编码方案(例如,调制频率)是预先已知的,则可以捕捉来自模拟LCom信号的信息并利用比正常地将需要的低得多的采样速率将其解码。因此,根据某些实施例,由LCom使能照明器100传输的LCom数据可被计算设备200以LCom数据被LCom使能照明器100编码的相同调制频率进行采样,同时对至少一个指定像素进行欠采样。根据某些实施例,欠采样速率可以例如在约24—60 FPS范围内。在其中面朝前图像捕捉设备252是例如标准低速智能电话相机的某些情况下,欠采样速率可以是30 FPS或60 FPS。其它适当的欠采样速率将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
然后,流程可如在方框515中那样以使用所述至少一个欠采样像素的检测波动来重构传输LCom信号的全LCom数据而继续。如前所述,如果LCom使能照明器100的调制频率是预先已知的,则可以违背尼奎斯特准则以从被面朝前图像捕捉设备252接收的LCom信号提取全LCom数据。假定由LCom使能照明器100传输的LCom信号可被重复(例如,如上文相对于图3所讨论的),可由面朝前图像捕捉设备252在给定时间段内通过检测其中LCom使能照明器100的图像被聚焦的其像素的光学强度并分析欠采样像素的检测波动来获得整个LCom数据包。更特别地,假定LCom信号被重复地传输,可在LCom使能照明器100与面朝前图像捕捉设备252之间的实现拍频,在该点处,计算设备200可以以光栅扫描方式接收LCom数据并将该LCom数据重新集合到由LCom使能照明器100传输的LCom数据包中。全LCom数据的重构可例如经由计算设备200的处理器220来执行,并且在某些情况下可由从其被托管(例如,在存储器210中)或另外其可访问的应用216来辅助。
根据本公开,关于图5A和5C的方法的许多变型将是显而易见的。如将领会到的,并且根据某些实施例,图5A中所示的每个功能框(例如,501;503;505)和图5C中所示的每个功能框(例如,511;513;515)可以例如实现为模块或子模块,其在被一个或多个处理器220执行或者另外被操作时促使执行如本文所述的关联功能。该模块/子模块可例如用软件(例如,存储在一个或多个计算机可读介质上的可执行指令)、固件(例如,可具有用于向用户征求输入和提供对用户请求的响应的I/O能力的微控制器或其它器件的嵌入例程)和/或硬件(例如,门级逻辑、现场可编程门阵列、特定用途硅等)来实现。
根据某些实施例,可以例如利用在计算设备200上(例如,存储器210内)或者另外可被其访问的一个或多个应用216来实现与本文所述的卷帘快门编码方案和/或欠采样/混叠编码方案相关联的操作。由于硬件组件随时间推移相对于传输机侧(例如,LCom使能照明器100)和接收机侧(例如,计算设备200)两者而改进,根据某些实施例,可以例如经由软件、固件、硬件或其组合来实现诸如高速数据流之类的特征。
如先前所述,在某些情况下,所公开技术可以例如用来允许由给定计算设备200利用存在于该计算设备200中或者另外已经在计算设备200本地的硬件来检测用于LCom的通过光的数据调制。例如,所公开技术在示例性情况下可以用来允许智能电话或其它移动计算设备的标准低速相机有效地参与具有一个或多个LCom使能照明器100的LCom。在某些情况下,本文讨论的技术可在不使用专用硬件的情况下部分地或完全经由软件来提供。然而,本公开并未如此限制,因为在某些其它情况下,用于检测通过光的LCom数据调制的附加和/或不同硬件可与计算设备200操作地耦接。例如,根据某些实施例,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,可选地可将光传感器电子狗(dongle)、色彩传感器电子狗或其它适当硬件与计算设备200通信耦接。在某些此类情况下,可与存在于计算设备200中或者另外已经在计算设备200本地的硬件(例如,诸如面朝前图像捕捉设备252)相结合地使用该附加/不同的光传感硬件,而在某些其它情况下,可不包括或者另外优先于计算设备200的本地组件而使用该附加/不同的光传感硬件。
用于LCom中的自适应光调制的技术
基于光的通信的现有方法利用固定调制深度。然而,考虑到这些方法的所选固定调制深度必须在最坏条件下保证可接受的SNR,因此其在更加适宜的情况和环境中并不是最佳的(亦即,不是最低限度的)。通常,用于基于光的通信的全振幅光调制负面地影响发射器效率和发射质量(例如,由闪光值评估)。高频光调制可以减少对光质量的此负面影响,但是当依赖于低带宽接收机时可能不适用。并且,高频调制对驱动器电子装置附加且附加更加严格的要求,诸如负载瞬态响应时间,这在此类方法中实现起来更加复杂且昂贵。
因此,并且根据某些实施例,公开了用于至少部分地基于环境光水平来动态地调整光调制深度的技术。根据公开的自适应光调制方案,给定LCom使能照明器100可被配置成动态地调整调制深度和/或控制信噪比(SNR),使得平均光信号保持恒定,无论正在传输什么LCom数据。例如,考虑图6A,其是图示出根据本公开的实施例的用于自适应调制深度的示例性情况的作为时间的函数的光水平的图表。根据某些实施例,可例如根据通过测量LCom使能照明器100的环境的环境照明条件而评定的给定最小光调制深度来动态地调整光调制深度。在某些情况下,使用所公开技术可以提供最佳或其它目标SNR。在更一般意义上,并且根据某些实施例,可部分地或完全基于例如经由环境光传感器265检测到的环境光水平来改变与脉冲光信号相关联的调制深度。
根据某些实施例,LCom使能照明器100可包括被配置成例如基于从环境光测量结果导出的输入参数来动态地调整光调制深度的控制电路。例如,考虑图6B,其是图示出根据本公开的实施例配置的LCom使能照明器100的控制环路的框图。如可以看到的,在某些实施例中,控制环路可包括以下各项中的一个或多个:(1)编码器172;(2)调制器174;(3)环境光传感器165;(4)乘法器176;(5)加法器178;以及(6)DAC 180。根据某些实施例,控制环路可与一个或多个固态光源110通信耦接。根据某些实施例,控制环路可被配置成自适应地改变LCom使能照明器100的调制振幅以保持SNR基本上恒定(例如,精确地恒定或者另外在给定公差内)。以这种方式,LCom使能照明器100可提供LCom,例如即使当环境光水平并不恒定时。在某些情况下,根据某些实施例,可针对在一定调制深度范围内的脉冲光信号保持恒定的SNR。
图6C是图示出根据本公开的实施例的动态地调整LCom信号的调制深度的过程的流程图。如可以看到的,流程可在方框601处从用要被传输的LCom数据对数字控制信号进行编码而开始。LCom数据可由本地源(例如,存储器130)和/或远程源(例如,控制接口、可选服务器/网络300或其它提供商经由任何适当的有线和/或无线通信手段)提供。可部分地或完全经由给定LCom使能照明器100的编码器172来执行编码。在某些实施例中,编码器172可被配置成例如使用曼彻斯特编码(例如,相位编码或PE)对LCom数据进行编码。用曼彻斯特编码,每个LCom数据位的编码可具有至少一个过渡(transition),并且可占用相同的时间。同样地,其可不具有DC分量,并且可以是自计时的,这意味着可以从已编码LCom数据恢复时钟信号。根据某些实施例,公开的自适应光调制方案中的Manchester编码的使用可确保恒定的平均光水平,而无论传输什么LCom数据。然而,应注意的是本公开并未这样仅限于曼彻斯特编码的使用,因为根据某些其它实施例,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,可在用LCom数据进行的数字控制信号的编码中利用其它类型的线编码,诸如双极编码或归零(RZ)编码。
然后,流程可如在方框603中那样以调制结果得到的数字控制信号而继续。根据某些实施例,可部分地或完全经由LCom使能照明器100的调制器174来执行调制。在某些实施例中,调制器174可以是例如被配置成输出脉宽调制(PWM)信号的固态光源驱动器(例如,诸如驱动器120)。用于调制器174的其它适当配置和输出将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
然后,流程可如在方框605中那样以基于所检测的环境光水平来调整结果得到的数字控制信号而继续。根据某些实施例,可例如经由给定LCom使能照明器100的环境光传感器165来执行环境光水平的检测。根据某些实施例,可例如通过将控制信号乘以与由LCom使能照明器100的环境光传感器165检测的环境光的量成正比的因子来改变调制器174的信号输出(例如,PWM信号)的振幅。更特别地,根据某些实施例,可将已调制数字控制信号例如与二进制已编码LCom数据(例如,由编码器172编码)相乘。可例如经由LCom使能照明器100的乘法器176来执行已调制控制信号的此类调整。可经由调制器174、环境光传感器165和/或乘法器176来提供的其它适当信号调整将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
然后,流程可如在方框607中那样以基于LCom使能照明器100的DC水平来调整结果得到的数字控制信号而继续。根据某些实施例,可部分地或完全经由给定LCom使能照明器100的加法器178来执行调整。如根据本公开将领会到的,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,DC水平可被设定在适合于识别已编码、已调制数字控制信号内的已编码LCom数据的任何阈值,并且可以是自定义的。
然后,流程可如在方框609处那样以将结果得到的数字控制信号转换成模拟控制信号而继续。根据某些实施例,可部分地或完全经由LCom使能照明器100的DAC 180来执行模拟转换。然后,流程可如在方框611中那样以将结果得到的模拟控制信号输出到LCom使能照明器100的规定固态光源100而继续。进而,根据某些实施例,该固态光源110可输出一个或多个LCom信号。在某些情况下,可将由LCom使能照明器100输出的给定LCom信号(例如,通过光动态地调制的已编码LCom数据)可被传输到被配置成检测此类LCom信号并对其进行编码的计算设备200。
关于图6C的方法的许多变型根据本公开将是显而易见的。如将领会到的,并且根据某些实施例,图6C中所示的每个功能框(例如,601;603;605:607;609;611)可以例如实现为模块或子模块,其在被一个或多个处理器140执行或者另外被操作时促使实行如本文所述的关联功能。该模块/子模块可例如用软件(例如,存储在一个或多个计算机可读介质上的可执行指令)、固件(例如,可具有用于向用户征求输入和提供对用户请求的响应的I/O能力的微控制器或其它器件的嵌入例程)和/或硬件(例如,门级逻辑、现场可编程门阵列、特定用途硅等)来实现。
在某些情况下,可使用本文公开的技术将闪光值保持为尽可能低或者另外加以改善。在某些情况下,所公开技术可以例如用来例如在低或者另外适宜的环境照明条件下优化或者另外改善给定LCom使能照明器100的给定固态光源110的效率。在某些情况下,例如,与涉及到高速光调制的当前基于光的通信方法相比,所公开技术的使用可允许对固态光源110使用不那么复杂的驱动器电子装置(例如,驱动器120)。在某些情况下,所公开技术的使用可允许出于LCom的目的在计算设备200中使用低带宽接收机,诸如典型智能电话相机。
然而,应注意的是本公开并未这样仅限于动态光调制,因为在某些其它实施例中,可利用没有环境光水平反馈的情况下的完全光调制。如根据本公开将领会到的,所公开的自适应光调制方案、完全光调制方案或高频光调制方案的利用可部分地或完全基于与效率、寿命、光质量(例如,闪烁)、成本和/或硬件可用性(例如,接收机计算设备200包括光电二极管或其它适当光传感器)有关的考虑。
用于从LCom使能照明器发射位置信息的技术
图7A图示出根据本公开的实施例的示例性LCom系统,包括LCom使能照明器100和计算设备200。在本示例性系统中,LCom使能照明器100可以是如在本文中不同地描述的任何LCom使能照明器。另外,计算设备200可以是任何计算设备,如在本文中不同地描述的,并且计算设备200可被配置成接收从LCom使能照明器100发射/传输的LCom信号。在本示例性实施例中,照明器100包括被配置成经由LCom信号来发射数据700的至少一个光源,如在本文中不同地描述的。数据700可包括用于照明器或其光源的位置信息,诸如相对和/或绝对位置信息,如在本文中将更详细地描述的。数据700还可包括环境标识符,如在本文中将更详细地描述的。数据700还可包括用于照明器100的标识(ID)。在某些实施例中,照明器100可包括存储数据700的板载存储器130和/或照明器100可包括用以接收位置信息(例如,经由有线和/或无线通信介质)的一个或多个通信模块170。并且,在某些实施例中,照明器100可以是经由例如至少允许配置数据700的编程接口编程的。
图7B图示出根据本公开的实施例的用于从LCom使能照明器发射位置信息的示例性方法。为了便于描述,将使用图7A中所示的示例性LCom系统来描述图7B的方法。然而,可使用任何适当的LCom系统来实现图7B的方法。图7B的方法包括由照明器100的至少一个固态光源发射701光输出。可使用如子本文中不同地描述的任何适当技术来执行发射701。图7B的方法以调制703光输出以发射LCom信号而继续,LCom信号包括数据700,其包括指示至少一个光源和/或照明器100的物理位置的位置信息。可使用至少一个调制器174和任何其它组件来执行调制703,如根据本公开将显而易见的。数据700可包括相对位置信息、绝对位置信息和/或环境标识符(ID)。在其中在数据700中包括环境标识符(ID)的实施例中,环境ID可指示哪个(哪些)地图将用于解释位置信息,如在本文中将更详细地描述的。另外,环境ID可指示照明器100位于其中的实体的类型,诸如火车、飞机、船、电梯等。此外,环境ID可指示照明器100位于其中的特定实体,诸如特定零售店大楼、特定军船、建筑物内的特定电梯等。
在某些实施例中,数据700包括用于照明器100的相对位置信息。在某些情况下,相对位置信息包括相对于照明器100的环境内的原点或物理位置的坐标。在某些情况下,相对位置信息包括相对于原点或物理位置的六个自由度偏移,其可以包括高度偏移、北/南方向上的偏移、西/东方向上的偏移和/或照明器100的俯仰、滚动以及偏转。在某些此类情况下,可使用数据700、环境ID和/或照明器ID(例如,使用查找表)来提供原点和/或用于原点的位置信息。在某些情况下,数据700可包括用于帮助确定照明器100的物理位置的相对位置信息。发射相对位置信息可对移动/移动式照明器(诸如例如船、火车、飞机和电梯中的照明器)特别有益。在移动/移动式照明器的情况下,动态位置信息可被实时地更新。例如,在电梯中的照明器的情况下,照明器的楼层位置可使用如根据本公开将显而易见的任何适当技术随着其在楼层之间移动而被实时地更新。
在某些实施例中,数据700包括用于照明器100的绝对位置信息。在某些情况下,绝对位置信息可包括照明器100的全球坐标。在某些此类情况下,可经由GPS接收机来获得全球坐标。在某些情况下,绝对位置信息可包括用于照明器100相对于原点的位置信息和原点的绝对位置。在某些此类情况下,可使用数据700、环境ID和/或照明器ID(例如,使用查找表)来提供原点和/或用于原点的位置信息。在某些情况下,数据700可包括用于帮助确定照明器100的物理位置的绝对位置信息。例如,如果照明器100位于建筑物内,则该绝对位置信息可以是静态的,并且如果照明器100位于移动的环境(诸如例如船、火车、飞机或电梯)内,则绝对位置信息可以是动态的。在移动/移动式照明器的情况下,动态位置信息可被自动地或实时地更新。例如,在船中的照明器的情况下,照明器的绝对位置信息(例如,全球坐标)和/或用于被用来计算照明器的绝对位置的原点或物理位置的绝对位置信息可使用如根据本公开将显而易见的任意适当技术而随着船移动而被实时地更新。
用于从LCom使能照明器发射位置信息的技术的示例性替换包括经由LCom信号(但没有位置信息)来接收照明器标识符(ID),并且然后使用ID(例如,经由查找表)来确定照明器的位置。然而,此类替换可消耗更多的存储器,导致更高的计算开销和/或消耗更多的能量或功率。因此,在本文中不同地描述的技术可以用来更有效地和/或高效地提供照明器位置信息。另外,通过经由LCom信号从照明器发射位置信息,本技术可允许更开放的协议,其中,接收机例如可以在不参考查找表的情况下直接地解码并使用位置信息。另外,本技术可为移动照明器提供益处,诸如能够在不必更新外部源(诸如例如查找表)的情况下,在照明器处实时地更新动态位置信息。在照明器移动至不同位置时也可以实现此类益处。此技术的附加益处根据本公开将是显而易见的。
用于LCom中的光传感设备的选择性使用的技术
如根据本公开将领会到的,现有智能电话及其它移动计算设备本来的相机和传感器最初并不是针对LCom而设计的。同样地,存在与使用此类相机和传感器在照明器与接收机设备之间建立LCom相关联的许多重大挑战。另外,在例如出于室内定位的目的使用此类设备来计算定位时存在重大挑战。
因此,并且根据某些实施例,公开了用于确定何时和如何出于检测由LCom使能照明器100传输的LCom信号的脉冲光的目的利用计算设备200的给定感光设备(例如,面朝前图像捕捉设备252;面朝后图像捕捉设备254;环境光传感器265)的技术。根据某些实施例,在收集LCom数据时确定是利用仅图像捕捉设备250、仅环境光传感器265还是其组合可部分地或完全基于包括时间、位置和/或情境的因素。
图8A是图示出根据本公开的实施例的可选地利用计算设备200的多个光传感设备来接收LCom数据的方法的流程图。如可以看到的,流程可在方框801中从以第一采样速率用第一光传感设备检测LCom信号开始。在某些实施例中,第一光传感设备可以是例如计算设备200的图像捕捉设备250。在某些此类情况下,第一采样速率可以例如在每秒约24–60帧(FPS)范围内。在某些其它实施例中,第一光传感设备可以是例如计算设备200的环境光传感器265。在某些此类情况下,第一采样速率可以例如在约300 Hz或更大的范围内。其它适当的光传感设备和采样速率将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
然后,流程可如在方框803中那样以对来自检测到的LCom信号的第一LCom数据进行解码且如在方框805中那样以分析第一LCom数据而继续。根据某些实施例,可部分地或完全经由计算设备200的一个或多个处理器220来执行第一LCom数据的解码和/或分析。在某些情况下,可经由计算设备200的一个或多个应用216来促进第一LCom数据的解码和/或分析。
在某些情况下,流程可选地可在其后如在方框807中那样以用第二光传感设备以第二采样速率检测LCom信号而继续。如果第一光传感设备是计算设备200的环境光传感器265,则在某些情况下,第二光传感设备可以是例如计算设备200的图像捕捉设备250。如果替代地第一光传感设备是计算设备200的图像捕捉设备250,则在某些情况下第二光传感设备可以是例如计算设备200的环境光传感器265。如根据本公开将领会到的,根据某些实施例,第二采样速率可以是上文例如相对于计算设备200的第一光传感设备的第一采样速率所讨论的任何示例性采样速率。在某些情况下,第二采样速率可基本上与第一采样速率相同(例如,完全相同或在给定公差内)。在某些其它情况下,第二采样速率可不同于第一采样速率。
然后,流程可选地可如在方框809中那样以对来自检测到的LCom信号的第二LCom数据进行解码且如在方框811中那样以分析第二LCom数据而继续。根据某些实施例,可部分地或完全经由计算设备200的一个或多个处理器220来执行第二LCom数据的解码和/或分析。在某些情况下,可经由计算设备200的一个或多个应用216来促进第二LCom数据的解码和/或分析。
图8B是图示出根据本公开的另一实施例的可选地利用计算设备200的多个光传感设备来接收LCom数据的方法的流程图。如可以看到的,流程可如在方框821中那样以用第一采样速率下的第一光传感设备且用第二采样速率下的第二光传感设备检测LCom信号开始。如根据本公开将认识到的,第一和第二光传感设备可以是上文例如相对于图8A所讨论的那些中的任何一个或多个(例如,图像捕捉设备250;环境光传感器265)。如将进一步领会到的,第一和第二采样速率可以是上文例如相对于图8A所讨论的任何示例性采样速率。在某些情况下,第一和第二采样速率可以是基本上相同的(例如,完全相同或在给定公差内)。在某些其他情况下,第一和第二采样速率可相互不同。
然后,流程可如在方框823中那样以对来自检测到的LCom信号的第一和第二LCom数据进行解码且如在方框825中那样以分析第一和第二LCom数据而继续。根据某些实施例,可部分地或完全经由计算设备200的一个或多个处理器220来执行第一和第二LCom数据的解码和/或分析。在某些情况下,可经由计算设备200的一个或多个应用216来促进第一和第二LCom数据的解码和/或分析。
在某些情况下,可例如在用第一光传感设备检测LCom信号(例如,如在图8A中)之后的某个时间执行用第二光传感设备进行的该LCom信号的检测;亦即,根据某些实施例,可连续地执行经由第一和第二光传感设备的检测。在某些此类情况下,在给定时间可能只有第一和第二光传感设备中的一个正在执行LCom信号的检测。在某些其它此类情况下,第一和第二光传感设备中的一个可能正在执行LCom信号的检测,并且然后第一和第二光传感设备中的另一个可在稍后的时间开始执行LCom信号的同时检测。在某些其它情况下,用第二光传感设备进行的LCom信号的检测可例如与用第一光传感设备进行的该LCom信号的检测同时地执行(例如,如在图8B中);亦即,根据某些实施例,可同时地执行经由第一和第二光传感设备的检测。在某些此类情况下,第一和第二光传感设备两者可同时开始执行LCom信号的检测。根据某些实施例,可连续地、周期性地或另外根据针对给定目标应用或最终使用所期望的执行经由第一和/或第二光传感设备的检测。
在某些情况下,第一和第二LCom数据可部分地或完全相互不同。在某些其它情况下,第一和第二LCom数据可部分地或完全是彼此的副本。在某些情况下,第一和第二LCom数据中的一者或两者可以是低速LCom数据(例如,如可用图像捕捉设备250检测的)。在某些情况下,第一和第二LCom数据中的一者或两者可以是高速LCom数据(例如,如可以由环境光传感器265检测)。根据某些实施例,可响应于给定LCom信号的检测、解码和/或分析中的至少一个而启用第一和第二光传感设备中的任一者或两者。根据某些实施例,可响应于给定LCom信号的检测、解码和/或分析中的至少一个而禁用第一和第二光传感设备中的任一者或两者。
关于图8A和8B的方法的许多变型根据本公开将是显而易见的。如将领会到的,并且根据某些实施例,图8A中所示的每个功能框(例如,801;803;805;807;809;811)和图8B中所示的每个功能框(例如,821;823;825)可例如实现为模块或子模块,其在被一个或多个处理器220执行或另外操作时促使执行如本文所述的关联功能。该模块/子模块可例如用软件(例如,存储在一个或多个计算机可读介质上的可执行指令)、固件(例如,可具有用于向用户征求输入和提供对用户请求的响应的I/O能力的微控制器或其它器件的嵌入例程)和/或硬件(例如,门级逻辑、现场可编程门阵列、特定用途硅等)来实现。
如先前所述,根据某些实施例,图8A—8B的流程的第一和第二光传感设备中的任一者或两者可以是计算设备200的图像捕捉设备250(例如,面朝前图像捕捉设备252;面朝后图像捕捉设备254)。根据其特定配置,给定图像捕捉设备250可能能够检测数百万个像素(根据给定目标应用或最终使用所期望的,例如,1,000×1,000像元或更多),而环境光传感器265在一般意义上可被视为只能检测通过其光学件进入的光的平均值的单像素图像捕捉设备。因此,如根据本公开将领会到的,存在其中可能例如期望在检测LCom信号时在不包括(或者另外优先于)环境光传感器265的情况下利用面朝前图像捕捉设备252的许多情境。
例如,如根据本公开将领会到的,在开始基于LCom的室内导航时,可能期望确保用于给定室内导航地图的准确且可靠的参考点的计算。如将进一步领会到的,面朝前图像捕捉设备252一般地可能比环境光传感器265更适合于该目的。因此,根据某些实施例,可在不包括(或者另外优先于)环境光传感器265的情况下利用面朝前图像捕捉设备252,例如以出于在基于LCom的室内导航中计算给定参考点的目的在初始定位确定期间收集LCom信息。虽然面朝前图像捕捉设备252可具有低于环境光传感器265的采样速率,并且因此对所接收LCom信号的解码可花费更长时间,但用户一般地可更加宽恕室内导航过程开始时的时间延迟,在理解其可能花费短暂的时间来发起的情况下。
如根据本公开将认识到的,在基于LCom的室内导航会话期间,计算设备200可检测由于例如相邻LCom使能照明器100之间的串话或者计算设备200与给定传输LCom使能照明器100之间的不良速率线对准而产生的不可靠LCom数据(例如,经由环境光传感器265)。根据某些实施例,如果检测到不可靠LCom信号,则可在不包括(或者另外优先于)环境光传感器265的情况下利用面朝前图像捕捉设备252,例如:(1)以通过确定哪个LCom使能照明器100正在传输哪个LCom信号来分辨任何LCom串话;和/或(2)帮助用户相对于给定LCom使能照明器100对准计算设备200(如在本文中所讨论的)。如将进一步领会到的,可能期望例如出于根据可用LCom信号来可靠地且准确地计算绝对位置的目的而补救这些条件,并且在某些情况下,面朝前图像捕捉设备252一般地可能比环境光传感器265更适合于该目的。根据某些实施例,在分辨任何串话之后,可继续利用面朝前图像捕捉设备252例如来检测任何可用LCom信号。
根据某些实施例,可例如在以周期性间隔、用户可配置间隔或者另外以根据针对给定目标应用或最终使用所期望的那样的频率从给定LCom使能照明器100收集可靠且准确的LCom数据时在不包括(或者另外优先于)环境光传感器265的情况下利用面朝前图像捕捉设备252。在某些情况下,这可帮助减少计算设备200的系统资源(例如,硬件、软件和/或固件)的负担或者另外针对计算设备200以在更方便的时间调度较高资源使用的时段。
并且,如先前所述,根据某些实施例,图8A—8B的流程的第一或第二光传感设备中的任一个可以是计算设备200的环境光传感器265。根据其特定配置,环境光传感器265可能能够被以高于面朝前图像捕捉设备252(其可具有仅24—60 FPS的相对有限的帧速率)的采样速率(根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,例如,约300 Hz或更多)采样。并且,根据其特定配置,环境光传感器265的读取/采样与被从而托管的面朝前图像捕捉设备252的读取/采样相比可消耗主机计算设备200的较少系统资源(例如,硬件、软件和/或固件资源)。此外,根据其特定配置,环境光传感器265和面朝前图像捕捉设备252可相互不同,因此环境光传感器265在检测光时的利用率可不限制在捕捉图像数据(例如,拍摄照片/视频;扫描代码等)时利用面朝前图像捕捉设备252的能力。因此,如根据本公开将领会到的,存在其中例如在检测LCom信号时不包括(或者另外优先于)面朝前图像捕捉设备252的情况下利用环境光传感器265的可能是合意的许多情境。
根据某些实施例,可在不包括(或者另外优先于)面朝前图像捕捉设备252的情况下利用环境光传感器265例如以不断地针对来自任何可用LCom使能照明器100的LCom信号监视周围环境。这例如在其中计算设备200不断地或者另外频繁地到处移动的某些情况下可能是合意的。并且,如根据本公开将领会到的,环境光传感器265与面朝前图像捕捉设备252相比可相对更容易轮询。在示例性情况下,环境光传感器265可检测从周围环境感测的光图案的变化(例如,相对变化或粗略更新),表示计算设备200已移动至接近于不同传输LCom使能照明器100的位置。在某些此类情况下,根据某些实施例,其后可利用面朝前图像捕捉设备252例如以用附近LCom使能照明器100来建立可靠信号。
根据某些实施例,可例如在修正由面朝前图像捕捉设备252在例如由计算设备200的突然移动引起的中断期间接收到的LCom数据流中的错误时在不包括(或者另外优先于)面朝前图像捕捉设备252的情况下利用环境光传感器265。为此,根据某些实施例,可例如利用环境光传感器265来检测来自给定的传输LCom使能照明器100的光脉冲以代替缺少的LCom数据。例如,考虑其中计算设备200倾斜以使得最初在面朝前图像捕捉设备252的FOV内的给定LCom使能照明器100现在临时地或者另外不再位于FOV内的示例性情况。在某些情况下,根据某些实施例,环境光传感器265仍可至少略微与该LCom使能照明器100对准,并且因此其可以在检测来自LCom使能照明器100的LCom信号时使用,例如直至面朝前图像捕捉设备252再次地与之充分对准为止。并且,根据某些实施例,在其中计算设备200包括陀螺传感器267的情况下,倾角及其它信息对该计算设备200进行关于如何填充缺少的LCom数据的智能决策可以是有用的。
根据某些实施例,可在不包括(或者另外优先于)面朝前图像捕捉设备252的情况下利用环境光传感器265例如以在较高速度下进行采样以努力检测高速LCom数据信号的存在。例如,根据某些实施例,考虑其中LCom使能照明器100最初以可以被计算设备200的面朝前图像捕捉设备252检测到的相对较慢脉冲速度传输LCom数据(例如,诸如其位置和/或其它室内导航信息),并且然后以可以被计算设备200的环境光传感器265检测到的相对较高脉冲速度传输附加LCom数据(例如,诸如店内促销特价/廉价销售和/或其它室内导航信息)的示例性情况。为此,根据其特定配置,环境光传感器265一般地可能比面朝前图像捕捉设备252更适合检测高速光脉冲。为了举例说明,根据本公开的实施例,考虑图8C和8D,其是接收从两个单独传输LCom使能照明器100输入的LCom信号的面朝前图像捕捉设备252的放大像素输出的两个示例性图像帧。如这里表明的,在两个不同图像帧(一个帧在时间t1处;另一帧在晚66 ms的时间t2处)之间,跨具有例如30 FPS或60 FPS的帧速率的面朝前图像捕捉设备252的像素输出的帧可能未有效地检测到由两个源LCcom使能照明器100传输的LCom信号的脉冲光。反之,根据本公开的实施例,考虑图8E,其是图示出接收从两个单独传输LCom使能照明器100输入的LCom信号的环境光传感器265的示例性输出信号的作为频率的函数的功率比的图表。如这里表明的,如具有例如300 Hz的采样速率的环境光传感器265的图表化输出(66 ms期间二十个绘制数据点)所证明的,由源LCom使能照明器100传输的LCom信号的脉冲光清楚地被环境光传感器265检测到。在某些情况下,在检测高速LCom信号时使用环境光传感器265可帮助防止或者另外减少对计算设备200(诸如智能电话或其它移动计算设备)进行硬件和/或驱动器改变的任何需要。
如根据本公开将领会到的,计算设备200的面朝前图像捕捉设备252可被计算设备200(例如,被许其许多不同的应用216中的任何一个)以许多不同方式利用。同样地,可存在其中用户希望临时地或者另外在LCom是活动的同时利用计算设备200的某个其它功能的时机。例如,在示例性情况下,用户可能希望利用计算设备200来扫描产品的条形码或快速响应(QR)码。在某些此类情况下,为此,计算设备200可禁用面朝前图像捕捉设备252,并且替代地启用面朝后图像捕捉设备254。在另一示例中,用户可能希望利用计算设备200来进行电话呼叫或者参与某个其它通信会话。在某些此类情况下,为此,计算设备200可禁用面朝前图像捕捉设备252和面朝后图像捕捉设备254中的一者或两者。因此,根据某些实施例,可在不包括(或者另外优先于)面朝前图像捕捉设备252的情况下利用环境光传感器265例如以检测输入LCom信号,在此类情形中保持LCom活动。
如根据本公开将进一步领会到的,还存在其中可能期望例如在检测LCom信号相互接合地利用面朝前图像捕捉设备252和环境光传感器265的许多情境。例如,根据某些实施例,可利用环境光传感器265来检测在其FOV内的已传输LCom光脉冲,并且可利用面朝前捕捉设备252来确定作为最主导LCom信号的源的LCom使能照明器100的位置。根据某些实施例,可将此信息组合并解码从而确定传输LCom使能照明器位于哪里和正在传输什么LCom数据。
根据其特定配置,环境光传感器265可能能够比面朝前图像捕捉设备252更快速地对LCom光脉冲进行采样,并且面朝前图像捕捉设备252可能能够更容易地检测源LCom使能照明器100。因此,根据某些实施例,可利用环境光传感器265来检测高频LCom数据信号,同时可利用面朝前图像捕捉设备252来分辨该高速LCom数据的源LCom使能照明器100,并且计算设备200可以在将高频LCom信号解码时利用两个信息片。例如,考虑其中面朝前图像捕捉设备252在其FOV内具有两个相邻LCom使能照明器100(一个在计算设备200的左侧且另一个在计算设备200的右侧)的示例性情况。根据某些实施例,基于由面朝前图像捕捉设备252收集的LCom数据,计算设备200可提供用以使其朝着相邻LCom使能照明器100中的某一个倾斜的指令,并且然后可利用环境光传感器265来以与面朝前图像捕捉设备252可以提供的相比相对更高的速度来感测光脉冲。根据实施例,计算设备200然后可识别哪个LCom使能照明器100正在进行通信,并且因此确定如何利用由环境光传感器265检测到的LCom光脉冲。同样地,根据某些实施例,可以利用面朝前图像捕捉设备252来确定何时读取环境光传感器265,诸如何时该环境光传感器265相比一个LCom使能照明器100更接近于另一LCom使能照明器100,从而最小化或者另外减少串话。
在某些情况下,当面朝前图像捕捉设备252例如指向高架传输LCom使能照明器100时,LCom使能照明器100与其背景幕之间的对比度可能如此突出,以致于可以快速地关闭面朝前图像捕捉设备252的自动暴露设置,引入变化的本底噪声。因此,根据某些实施例,可利用由环境光传感器265检测的环境光水平来控制面朝前图像捕捉设备252的暴露设置,从而帮助最小化或者另外减少本底噪声的变化。然而,应注意的是本公开并未如此限制,因为在某些实施例中,面朝前图像捕捉设备252可被配置成部分地或完全地基于测量像素对其本身进行校准。
在示例性情形中,用户可输入寻找感兴趣项目的LCom使能位置(例如,诸如具有LCom使能照明器100的商店或其它地点)。一旦在LCom使能位置内部,用户可在计算设备200上发起室内导航应用216以将他/她引导至感兴趣项目。当室内导航应用216打开时,计算设备200的面朝前图像捕捉设备252可在其FOV内搜索来自高架或者另外附近的传输LCom使能照明器100的LCom信号。在检测到LCom信号时,源LCom使能照明器100的空间中的精确位置可被计算设备200经由该LCom信号接收到。计算设备200然后可例如使用以下各项来计算其当前位置:(1)经由由源LCom使能照明器100传输的LCom信号接收到的位置信息;和/或(2)由被计算设备200托管的一个或多个传感器260提供的信息(例如,诸如由计算设备200的陀螺传感器267提供的倾斜信息)。一旦计算了初始导航位置,则计算设备200可切换至用环境光传感器265来监视LCom信号以收集附加信息,诸如促销特价、校准数据和/或任何其它数据。同时,面朝前图像捕捉设备252可继续监视附近LCom使能照明器160以帮助将接收到的LCom信号解码和/或检测情况的变化。在这里,计算设备200可能已成功地从给定附近LCom照明器100收集所有信息,并且计算设备200的导航应用216可准备好指导用户前进。随着用户在LCom使能位置内移动,环境光传感器265可连续地监视LCom信号并寻找传输模式的变化,其将指示计算设备200已移动到不同的传输LCom使能照明器100下面或者另外在其附近。当检测到变化时,面朝前图像捕捉设备252可在线返回,建立其FOV内的LCom使能照明器100的新取向,并且让环境光传感器265知道何时继续检测可用LCom信号。同时,面朝前图像捕捉设备252可以可靠地检测可用的任何较慢的基本LCom数据。根据某些实施例,面朝前图像捕捉设备252与环境光传感器265之间的此切换可遍及用户的室内导航体验而继续以从现场LCom使能照明器100实现可靠的高速LCom数据解释。
在另一示例性情形中,可同时地使用面朝前图像捕捉设备252和环境光传感器265(例如,而不是在两者之间切换)。在这里,面朝前图像捕捉设备252可确定哪个传输LCom使能照明器100是光输出的源,并且环境光传感器265可检测任何可用的高频LCom信号。这可允许由计算设备200来计算粗略取向以使用户相对于给定传输LCom使能照明器100而取向。例如,面朝前图像捕捉设备252可估计传输LCom使能照明器100在计算设备200前面一定距离,而环境光传感器265可检测源LCom使能照明器100在空间中的某一组坐标处的LCom信号。根据某些实施例,使用此类数据,可以确定计算设备200(和因此的用户,如果存在的话)的位置。
然而,应注意的是在本文中相对于仅仅或者另外优先于环境光传感器265而利用面朝前图像捕捉设备252所讨论的示例性情境、情形以及使用中的任何一个并未如此限制,因为根据某些其它实施例,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,可以在任何给定的此类情境、情形或使用中利用面朝前图像捕捉设备252和环境光传感器265的组合。同样地,在本文中相对于仅仅或者另外优先于面朝前图像捕捉设备252而利用环境光传感器265所讨论的示例性情境、情形以及使用中的任何一个并未如此限制,因为根据某些其它实施例,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,可以在任何给定的此类情境、情形或使用中利用面朝前图像捕捉设备252和环境光传感器265的组合。同样地,在本文中相对于利用环境光传感器265和面朝前图像捕捉设备252的组合所讨论的示例性情境、情形以及使用中的任何一个并未如此限制,因为根据某些其它实施例,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,可以在任何给定的此类情境、情形或使用中独有地或者另外优先地利用面朝前图像捕捉设备252或环境光传感器265。本文公开的技术的许多配置和应用根据本公开将是显而易见的。
在某些情况下,本文公开的技术的使用可实现例如从由面朝前图像捕捉设备252提供的各种优点和/或由主机计算设备200的环境光传感器265提供的各种优点的有效使用导出的益处。在某些情况下,所公开技术的使用可提供给定传输LCom使能照明器100与给定接收计算设备200之间的可靠LCom链路和/或LCom数据传输速率。某些实施例可提供例如对室内导航和/或其它导航和定位情境有用的可靠且准确的LCom数据传输。某些实施例可利用在计算设备200(诸如智能电话或其它移动计算设备)本地或者另外已经存在于其上面的组件。
用于LCom中的光栅线对准的技术
用于在基于光的通信中使用相机来将脉冲光解码的现有方法涉及到进行关于几何结构的假设,并且依赖于将接收相机直接地定位于脉冲光源下面或者直接地在其前面。此外,用这些现有方法,脉冲速度受到严重限制,使得光过渡可以被接收相机的许多光栅线检测到以保持信噪比(SNR)足够低。这是因为接收相机不知道光源之间的像素间距和因此的光信号之间的延迟,并且因此假设最坏情况情形。
如在本文中所讨论的,根据某些实施例,给定的LCom使能照明器100可以被配置成传输关于其绝对位置的信息,并且该信息可以被计算设备200用来基于其到传输LCom使能照明器100的接近度来确定其位置。因此,根据某些实施例,由给定LCom使能照明器传输的信息可以被用来提供室内导航,其例如与现有的基于GPS和基于WPS的导航技术相比展示出改善的准确度。然而,如根据本公开将领会到的,使用LCom的成功的室内导航可至少部分地取决于计算设备200的给定图像捕捉设备250的图像传感器相对于在室内导航过程中涉及到的给定传输LCom使能照明器100的适当对准。
因此,并且根据某些实施例,公开了用于提供给定图像捕捉设备250(例如,面朝前图像捕捉设备252;面朝后图像捕捉设备254)相对于传输LCom使能照明器100的适当光栅线对准以在其之间建立可靠LCom的技术。如在本文中讨论的,在某些情况下,可以自动地(例如,由计算设备200和/或其它适当控制器)提供适当对准。在某些情况下,可以由用户提供适当的对准。在其中用户将参与对准过程的某些情况下,计算设备200可被配置成在将其适当地相对于给定传输LCom使能照明器100对准的过程中命令或者另外指导用户。在某些情况下,可以利用本文公开的光栅线对准技术例如来实现成功的LCom信号传输、波特率、NSR、总体系统性能和/或差错率方面的改善。根据某些实施例,可以例如在其中计算设备200检测到信号载波(例如,LCom信号)存在、但该设备200并未接收到或仅接收到部分LCom数据且因此不能对检测到的信号的LCom数据进行解码的情形中利用本文公开的光栅线对准技术。在某些情况下,可以例如在其中在计算设备200与LCom使能照明器100之间建立LCom但存在不足的LCom数据吞吐量(例如,用于因特网浏览、视频流或涉及到高LCom数据吞吐量的其它应用)的情形中利用公开的光栅线对准技术。
图9A是图示出根据本公开的实施例的提供用以实现图像捕捉设备250相对于传输LCom使能照明器100的适当对准的指令的方法的流程图。如可以看到的,流程可如在方框901中那样从调查用于传输LCom信号的LCom使能照明器100的周围环境开始。为此,可利用面朝前图像捕捉设备252、面朝后图像捕捉设备254和/或环境光传感器265中的任何一个。在某些情况下,给定图像捕捉设备250可执行卷帘快门图像捕捉以促进LCom光脉冲的检测并因此确定其FOV内的哪些LCom使能照明器100(如果有的话)正在有效地传输LCom信号。在执行卷帘快门图像捕捉时,图像捕捉设备250的图像传感器可以扫描连续的光栅线(例如,连续的像素行),在光栅线之间具有暂停,使得前面的光栅线刚好在下一图像帧的定时之前被收集(例如,像素行和列的完全收集)。因此,考虑其中在图像帧中存在100个光栅线的示例性情况。如果图像捕捉设备250正在30 FPS的帧速率下操作,则每个图像帧是1/30秒(约0.033 s)长,并且收集光栅线之间的时间延迟为约0.033 s/100光栅线(约0.00033 s/光栅线)。通过使用卷帘快门图像捕捉,可收集任何光瞬态,因为在任何特定时间,图像捕捉设备250的某个像素正在收集光。如根据本公开将领会到的,事件的定时可由哪个光栅线检测到光过渡来指定。因此,假设上述示例性条件,如果给定LCom使能照明器100的光输出以300Hz传输脉冲,则计算设备200的图像捕捉设备250的每10个光栅线将检测到过渡。
因此,流程可如在方框903中那样继续。如果计算设备200并未检测到LCom信号,则流程可返回至方框901,并且如果期望的话,可再次执行周围环境的调查。如果替代地LCom信号被计算设备200检测到,则流程可如在方框905中那样以确定图像捕捉设备250相对于FOV内的一个或多个传输LCom使能照明器100(在下文中称为感兴趣的一个或多个LCom使能照明器100)的对准而继续。
在进行光栅线对准确定时,可由计算设备200(例如,由其一个或多个处理器220)计算或者另外确定多个参数。首先,可确定计算设备200的图像捕捉设备250的FOV内的感兴趣的给定LCom使能照明器100的位置。为此,可能期望确保LCom使能照明器100完全落在图像捕捉设备250(例如,面朝前图像捕捉设备252;面朝后图像捕捉设备254)的FOV内从而使LCom使能照明器100作为LCom数据的有效源完全合格。在某些情况下,这可帮助使计算设备200对检测到LCom信号的错误源(诸如远处LCom使能照明器100的反射)的敏感性最小化或者另外降低,否则其可能产生位置的错误确定。在某些情况下,感兴趣的给定LCom使能照明器100与其周围环境(例如,天花板、墙壁、安装表面等)相比的亮度方面的对比度可促进出于确定其位置的目的进行的LCom使能照明器100的清楚轮廓的识别。
其次,可确定感兴趣的一个或多个LCom使能照明器100的几何结构。为此,可确定给定LCom使能照明器100的最长尺寸(L)。在某些情况下,可例如通过观察感兴趣的LCom使能照明器100的形状来容易地识别该最长尺寸(L)。为了检测感兴趣的一个或多个LCom使能照明器100的几何结构,给定图像捕捉设备250可执行正常快门图像捕捉(例如,从上文讨论的如在调查中利用的卷帘快门图像捕捉模式进行切换),因为这将使图像捕捉设备250的图像传感器在比光的脉冲传输长得多的时间段内是活动的(因此暂时忽视光的脉冲传输),从而产生感兴趣的一个或多个LCom使能照明器100的取向的清晰图像。
第三,如果观察到感兴趣LCom使能照明器100的成对布置,则可确定其组成LCom使能照明器100的取向。为此,成对布置的两个LCom使能照明器100可在其LCom序列开始时缓慢地传输脉冲,使得甚至给定图像捕捉设备250的不对准光栅场可以检测到两个LCom使能照明器100的取向。在某些情况下,可用关于LCom使能照明器100的成对布置的附加信息来补充在这里确定的取向信息,诸如两个组成LCom使能照明器100被例如根据其较长尺寸(L)而并行地或串行地布置的事实。
第四,可确定图像捕捉设备250的光栅方向。光栅方向可以是由计算设备200的图像捕捉设备250(例如,面朝前图像捕捉设备252;面朝后图像捕捉设备254)的特定配置固有地指定的恒定硬件参数。然而,在某些其它情况下,光栅方向可以是可调整的,例如就图像捕捉设备250如何对帧中的像素进行寻址和/或图像捕捉设备250如何使其本身在主机算设备200内或者另外相对于主机计算设备200旋转而言。
在确定感兴趣的一个或多个LCom使能照明器100的位置、几何结构以及取向之后,可针对该信息比较图像捕捉设备250(例如,面朝前图像捕捉设备252;面朝后图像捕捉设备254)的光栅方向以准确地确定图像捕捉设备250相对于感兴趣的一个或多个LCom使能照明器100的对准。图9B图示出根据本公开的实施例的计算设备200的面朝前图像捕捉设备252的光栅方向与成对传输LCom使能照明器100的双重布置之间的不适当对准的示例性情形。在这里,感兴趣的两个LCom使能照明器100被基本上相互平行地布置,并且面朝前图像捕捉设备252的光栅线每次仅检测一个组成LCom使能照明器100,导致有错误的过渡数据。反之,图9C图示出根据本公开的实施例的计算设备的面朝前图像捕捉设备252的光栅方向与成对传输LCom使能照明器100的双重布置之间的适当对准的示例性情形。在这里,面朝前图像捕捉设备252的光栅线同时地检测两个组成LCom使能照明器100,导致有效的过渡数据。
根据某些实施例,图像捕捉设备250与给定传输LCom使能照明器100之间的对准的确定可涉及到测量所检测LCom信号的质量。为此,在某些情况下可能期望确保一个或多个传输LCom使能照明器100的捕捉图像涵盖图像捕捉设备250的单个CMOS图像帧内的整体LCom数据包。在某些情况下,检测到的LCom信号的最优性(或其它质量度量)可取决于许多因素,诸如例如:(1)对应于唯一传输LCom使能照明器100的光栅线的数量或相干像素的总数;(2)图像捕捉设备250的每个光栅线的固定扫描时间;(3)由传输LCom使能照明器100传输的LCom数据的固定分组长度;和/或(4)计算设备200的给定图像捕捉设备250的取向(例如,其可部分地或完全取决于主机用户或其它主机平台的位置)。如将进一步领会到的,在某些情况下,扫描时间和分组长度一般地可以是固定参数,而光栅线的数量或相干像素的总数可以是测量数量,并且根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,图像捕捉设备250的取向可以是用户可配置的或者另外可变的。
然后,流程可如在方框907中那样以确定在图像捕捉设备250与给定传输LCom使能照明器100之间是否存在不对准(例如,与最佳或其它目标对准相比)而继续。根据某些实施例,此类确定可涉及到该图像捕捉设备250的最佳或其它期望位置和/或取向的计算。为此,传输LCom使能照明器100几何结构的最长尺寸(L)可基本上与计算设备200的图像捕捉设备250的光栅扫描的方向对准(例如,精确地对准或者另外在给定公差内)。在某些情况下,光栅线可基本上垂直于(例如,精确地垂直或者另外在给定公差内)传输LCom使能照明器100的最长尺寸(L)。根据某些实施例,可连续地计算每个传输LCom使能照明器100的相干像素的数量。因此,如果计算设备200到处移动且此计数增加,则其可表示LCom信号强度已改善。如果替代地该计数减小,则其可表示LCom信号强度已削弱,以及可能期望使图像捕捉设备250返回至其先前的位置和/或取向以便改善LCom信号强度(例如,通过使由计算设备200计算的相干像素的数量最大化)。如根据本公开将领会到的,针对给定的已知LCom使能照明器100几何结构,如果障碍物阻挡图像捕捉设备250的图像传感器,则可能期望移动该图像捕捉设备250(或者另外移动计算设备200),使得整个传输LCom使能照明器100被检测到(例如,在光栅扫描的方向上)。如将进一步领会到的,在某些情况下,可能期望优化定位,例如在其中期望数据流式传输(例如,高LCom数据吞吐量)的情形中。
如果图像捕捉设备250相对于感兴趣的一个或多个LCom使能照明器100并未对准,则流程可返回至方框901,并且如果期望的话,可再次地执行周围环境的调查。如果替代地图像捕捉设备250被确定为相对于感兴趣的一个或多个LCom使能照明器100未对准,则流程可如在方框909中那样以输出关于如何使图像捕捉设备250重新定向以提供与感兴趣的一个或多个LCom使能照明器100的适当对准的指令而继续。在某些情况下,该指令可以是经由一个或多个控制信号(例如,来自处理器220;来自控制器270),其促使计算设备200自动地使其本身和/或其图像捕捉设备250重新定向(例如,移动、旋转或者另外重新定位),使得:(1)感兴趣的一个或多个LCom使能照明器100居于中心或者另外适当地在图像捕捉设备250的FOV内;和/或(2)图像捕捉设备250的光栅线与感兴趣的一个或多个LCom使能照明器100适当地对准。在某些其它情况下,指令可以是经由一个或多个控制信号(例如,来自处理器220;来自控制器270),其促使计算设备200自动地调整给定图像捕捉设备250的图像传感器的光栅设置,例如就其如何对帧中的像素进行寻址和/或图像捕捉设备250如何使其本身在主机计算设备200内或者另外相对于主机计算设备200旋转而言。
另在某些其它情况下,指令可以是经由来自计算设备200的屏幕上指令或其它指导提示,其意图指导用户关于如何手动地对计算设备200和/或其图像捕捉设备250进行重新定向(例如,移动、旋转或者另外重新定位),使得:(1)感兴趣的一个或多个LCom使能照明器100居于中心或者另外适当地在图像捕捉设备250的FOV内;和/或(2)图像捕捉设备250的光栅线适当地与感兴趣的一个或多个LCom使能照明器100对准。为此,计算设备200可经由显示器230(例如,经由在该处呈现的GUI)来为用户提供视觉反馈。例如,根据本公开的实施例,考虑图9D,其图示出其中计算设备200被配置成经由给用户的视觉反馈来输出指令的示例性情形。如在这里可以看到的,在本示例性情况下,在计算设备200的显示器230处呈现的GUI示出计算设备200的面朝前图像捕捉设备252相对于感兴趣的LCom使能照明器100并未适当地对准。在显示器230处呈现的GUI还提供屏幕上反馈,其表示用户应在计算设备200朝向感兴趣的LCom使能照明器100的情况下向前移动以提供面朝前图像捕捉设备252与该LCom使能照明器100之间的适当对准。在另一示例性情形中,如果计算设备200确定感兴趣的一个或多个LCom使能照明器100与给定图像捕捉设备250的光栅线平行地取向,则其可命令/指导用户将图像捕捉设备250旋转90°以提供适当对准(例如,在继续室内导航之前)。在某些实施例中,计算设备200可被配置成提供视觉辅助(例如,对准瞄准线;匹配矩形;对准目标图像或轮廓;方向箭头,例如在计算设备200在运动中的情况下,诸如当用户正在行走时),其帮助用户将LCom使能照明器100与计算设备200的给定图像捕捉设备250的光栅扫描的方向对准。然而,应注意的是,本公开不因此而仅限于经由视觉反馈的指令,因为根据某些其它实施例,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,可向用户提供音频(例如,经由音频输出设备280发射的声音)、触觉(例如,由致动器(诸如振动马达)发射的振动)和/或任何其它适当类型的反馈。在示例性情况下,可将听觉反馈提供为嘟嘟声,其在频率方面随着目标取向接近而增加,后面是实现目标对准时的恒定音调。在另一示例性情况下,语音可提供口头命令,用户在重新定向时可以遵循该口头命令以实现目标对准。在某些实施例中,可例如基于位置和/或取向中的一个向用户提供音频反馈以建议最佳或者另外期望的位置以获得最佳LCom信号强度。其它适当的反馈类型将取决于给定应用,并且根据本公开将是显而易见的。
在感兴趣的单个LCom使能照明器100用脉冲传输其光输出的情况下,可能期望确保给定图像捕捉设备250(例如,面朝前图像捕捉设备252;面朝后图像捕捉设备254)的光栅线基本上平行于(例如,精确地平行或者另外在给定公差内)该LCom使能照明器100的最长尺寸(L)。在某些情况下,此类对准可通过允许活动的光栅线一次检测更多的脉冲光(与仅仅检测小的横截面相反)来帮助隔离瞬态效应和/或改善SNR。否则,如果图像捕捉设备250的光栅线相对于传输LCom使能照明器100不对准,则由光栅线检测到的光的部分可能非常小,并且因此具有高得多的噪声水平,负面地影响SNR。为此,根据某些实施例,计算设备200可自动地使图像捕捉设备250重新定向和/或向用户提供关于如何使其重新定向使得光栅线与单个LCom使能照明器100适当地对准的屏幕上指令或其它指导,例如,以便捕捉LCom使能照明器100的最长尺寸(L)以实现最佳(或其它期望的)SNR。
在通过例如以相反极性用脉冲传输其光输出而作为一对进行通信的感兴趣LCom使能照明器100的双重布置的情况下(例如,一个LCom使能照明器100有效地进行发射且另一LCom使能照明器100关断以保持环境光水平恒定且在LCom序列期间对附近的观察者不那么引人注意),可能期望确保两个组成LCom使能照明器100被计算设备200(例如,如在图9B中)的给定图像捕捉设备250(例如,面朝前图像捕捉设备252;面朝后图像捕捉设备254)的同一光栅线检测到。否则,光栅线可检测一个组成LCom使能照明器100的过渡,但不检测另一组成LCom使能照明器100中的过渡,直至稍后的某个未知时间(例如,如在图9A中)。这可导致LCom中断,因为考虑到双重成对布置的两个组成LCom使能照明器100之间的检测中的延迟时间取决于计算设备200未知的参数,所以几乎不可能分析过渡。为此,根据某些实施例,计算设备200可自动地使图像捕捉设备250重新定向和/或向用户提供关于如何使其重新定向的屏幕上指令或其它指导,使得给定光栅线与两个组成LCom使能照明器100适当地对准。
应注意的是本文公开的对准技术不需要被连续地利用,而是替代地可例如预留供在给定室内导航会话期间可能出现的某些特定条件和情境中使用。例如,根据某些实施例,当读取初始LCom使能照明器100以发起室内导航会话时可利用本文公开的适当对准技术。根据某些实施例,当LCom信号需要细化时,诸如在其中多个LCom使能照明器100充分接近于在该处期望位置细化的目标时,可利用本文公开的适当对准技术。如果由于某种原因要相对于感兴趣的给定LCom使能照明器100使计算设备200重新定向不是特别方便,则甚至可以例如仅仅使用确定给定图像捕捉设备250的光栅线相对于该LCom使能照明器100不对准来修改LCom(例如,可能至更稳定但不完全准确的状态)。
根据某些其它实施例,由给定LCom使能照明器100发射的光脉冲的脉冲频率可降低至例如其中那些脉冲就图像捕捉设备250的像素而言不小于成对LCom使能照明器100之间的间隔的程度。例如,考虑其中图像捕捉设备250被配置成检测1,000像素×1,000像素的示例性情况。如果两个成对LCom使能照明器100占用屏幕的一半,则其之间的间隔是500像素。应用双频原理,从而任何小于1000像素可不发生过渡。同样地,对于具有例如30 FPS的帧速率的图像捕捉设备250而言传输局限于15 Hz。在此类条件下,可每秒传输约2字节的LCom数据。因此,例如经度、纬度、海拔、ID以及可能某个其它信息片的传输将花费几秒时间,在该时间期间,用户将闲散地站在收集LCom数据的成对LCom使能照明器100附近。然而,这可能不保证图像捕捉设备250的光栅线相对于给定LCom使能照明器100的对准。根据示例性实施例,如果替代地图像捕捉设备250的光栅线适当地与LCom使能照明器100对准,则传输速度可以大大地增加(例如,约50×更快,假设10个像素将表明良好的过渡),并且10字节的LCom数据的LCom传输将花费仅几分之一秒。
某些实施例可避免或者另外减少可由基于光的通信中的典型SNR考虑施加的关于脉冲速度的限制。结果,在某些情况下,更快的脉冲速度可减小给定LCom信号的传输所需的总时间窗,因此减少用户必须在传输LCom使能照明器100附近等待以确保从而传输的任何LCom数据的成功接收的时间量。某些实施例可实现由单个LCom使能照明器100和/或由成对布置LCom使能照明器100传输的LCom信号的可靠检测和解码方面的改善。在某些情况下,所公开技术的使用可降低计算设备200对检测到LCom信号的错误源(诸如反射)的敏感性,并且因此改善提供准确且可靠的定位信息(例如,用于室内导航)的能力。在某些情况下,本文公开的技术可以例如用来补偿未知几何结构,否则其将是解决图像捕捉设备250的光栅线与感兴趣的LCom使能照明器100之间的不对准所需要的。
用于确定LCom接收机位置的技术
图10A图示出根据本公开的实施例的示例性LCom系统,包括LCom使能照明器100和LCom接收机200。在示例性系统中,LCom接收机200是智能电话;然而,LCom接收机200可以是如在本文中不同地描述的任何计算设备。在本实施例中,接收机200包括图像捕捉设备252,其在本示例性系统中是相机(且更具体地面朝前相机)。注意,可将相机/图像捕捉设备与接收机集成,诸如在具有接收机200的情况下,或者相机/图像捕捉设备可在接收机外部并被通信耦接(例如,以有线或无线方式)。另外,照明器100可以是如在本文中不同地描述的任何LCom使能照明器。
图10B图示出根据本公开的实施例的确定LCom接收机位置的示例性方法。为了便于描述,将使用图10A中所示的示例性LCom系统来描述图10B的方法。然而,可使用任何适当的LCom系统来实现本方法,如根据本公开将显而易见的。示例性方法包括由具有视场(FOV)的相机252生成1021 FOV内的图像。在某些实施例中,本方法可替代地或者还包括从相机252接收图像。本方法还包括识别1023图像1010内的LCom使能照明器。如图10A中所示,在接收机200的显示器上显示图像1010,并且图像1010包括具有像素长度1012的照明器100。在某些实施例中,使用从照明器100传输的LCom信号来识别1023照明器100。可由照明器100经由LCom信号来传输附加或替换数据,如本文将描述的;然而,如果接收机200至少具有照明器100的标识(ID),则可以使用该ID以另一适当的方式获得附加信息(诸如例如经由查找表)。
图10B的方法以计算1025从接收机200至照明器100的距离1014而继续。计算1025可使用照明器100的几何结构、图像1010中的照明器100的尺寸和/或位置以及图像1010的缩放因子。照明器的几何结构可包括例如照明器100的长度1002、照明器100的宽度、照明器100的灯或面板的取向和/或关于照明器100的几何结构的任何其它信息。可经由从照明器100传输的LCom信号或者以另一适当方式(诸如例如经由使用照明器100的ID的查找表)来获得照明器100的几何结构。可基于例如表示照明器100的像素信息或任何其它适当方式来确定图像1010中的照明器100的尺寸和/或位置。例如,在图像1010中可以看到照明器100的像素长度1012,并且在计算1025距离1014时,可以将像素长度1012与实际照明器长度1002相比较。可基于相机的规格和/或图像生成方法来确定图像1010的缩放因子,诸如例如透镜的性质或任何其它适当因子。可使用任何其它适当技术来执行计算1025,如根据本公开将显而易见的。
图10B的方法以使用距离1014和接收机200相对于照明器100的取向来计算1027接收机200相对于照明器100的位置而继续。可将接收机200相对于照明器100的位置表示为例如矢量位置。可使用基准1006或照明器100的某个其它可识别方面作为取向提示来确定接收机200相对于照明器100的取向。例如,在图像1010中可以看到基准1006的位置,其可以用来帮助使接收机200相对于照明器100定向。基准可包括照明器上的特殊标记、不对称照明器设计方面、照明器的唯一几何结构或可由接收机识别的照明器的任何其它适当方面。在某些实施例中,基准不需要直接地在照明器上或者是照明器的一部分(例如,基准可邻近于照明器)。在任何情况下,基准可仅仅与照明器100相关联,并且可以在由相机252生成的图像1010内可检测。在某些实施例中,基准可以是由照明器100所输出的光产生的虚拟基准(例如,如本文参考多面板照明器所描述的)。还可使用照明器100的偏转、俯仰以及滚动1004和/或接收机200的偏转、俯仰以及滚动1008来确定接收机200相对于照明器100的取向。可经由从照明器100传输的LCom信号或者以另一适当方式(诸如例如经由使用照明器100的ID的查找表)来获得照明器100的偏转、俯仰以及滚动1004。可使用陀螺仪(诸如例如内部陀螺仪)来确定接收机200(例如,相对于地面或楼层)的偏转、俯仰以及滚动1008。在某些实施例中,可使用偏转、俯仰以及滚动1004和/或1008来计算1025距离1014。还可使用接收机200的航向来确定接收机200相对于照明器100的取向。可使用地磁传感器(诸如例如内部地磁传感器)来确定接收机200的航向(例如,指南针或绝对航向)。还可使用任何其它适当技术来确定取向,如根据本公开将显而易见的。一旦确定了接收机200相对于照明器100的取向和距离1014,可以使用任何适当的技术来计算接收机200相对于照明器100的位置。
图10B的方法可选地以计算1029接收机200的绝对位置而继续。计算1029可使用照明器100的绝对位置和接收机200相对于照明器100的位置(在计算1027中确定)。可经由从照明器100传输的LCom信号或者以另一适当方式(诸如例如经由使用照明器100的ID的查找表)来获得照明器100的绝对位置。还可使用如在本文中不同地描述的用于从LCom使能照明器发射位置信息的技术来确定照明器100的绝对位置。
在图10A中所示的LCom系统的示例性情况下,照明器100具有四英尺乘一英尺的长度。如果确定图像1010中的照明器的尺寸占据四十像素乘十像素,则可以使用图像1010的缩放因子来计算距离1014。一旦计算了1025距离1014,可以基于计算1025将接收机200的位置计算1027成在具有约等于距离1014的半径的球体的表面上的任何地方。然后可以使用基准1006来使接收机200相对于照明器100定向,并且确定接收机200相对于照明器100的矢量位置。然后可以用照明器100的俯仰、滚动以及偏转1004和/或用接收机200的俯仰、滚动以及偏转1008来修正取向确定。可进一步使用接收机200的航向来修正取向确定。可选地,然后可以使用照明器100的绝对位置和接收机200相对于照明器100的位置来计算1029接收机200的绝对位置。注意,在某些实施例中,可结合照明器的图像(其可以用来分辨照明器所观察到的几何结构)使用单个照明器的绝对位置和几何结构信息来执行接收机定位。在某些此类实施例中,定位技术可包括基于照明器的几何结构和几何参考点来计算智能设备相对于照明器的相对位置。此外,在某些此类实施例中,在接收机中不需要存在或者不需要由接收机利用惯性传感器(例如,加速度计和/或陀螺传感器)。
为了便于描述,在接收机的FOV内具有单个LCom使能照明器的情境中提供了图10A和10B中所示和本文所述的用于确定LCom接收机位置的技术。然而,本技术可以在任何数目的LCom使能照明器在接收机的FOV内时用来确定LCom接收机位置。在某些情况下,当在接收机的FOV内存在多个LCom使能照明器时,可以更大的准确度/精度来确定接收机的位置,因为接收机将例如具有用于计算其相对位置的超过一个参考点。同样地,当接收机的FOV内的LCom使能照明器传输超过一个LCom信号时,诸如在多面板LCom使能照明器的情况下,也可改善接收机的相对位置的准确度/精度,如在本文中不同地描述的。还请注意,虽然在本文中主要参考确定接收机本身的距离、取向、位置等而讨论了用于确定LCom接收机位置的技术,但在某些实施例中,可同样或替换地确定接收机相机的距离、取向、位置等。
本文所述的用于确定LCom接收机位置的技术的示例性替换包括假设LCom接收机直接地在该LCom接收机正在从其接收LCom信号的照明器下面。对于其中从照明器到接收机的距离是小数量(例如,一米或更小)的小型低悬挂照明器而言,结果得到的准确度可以是令人满意的。然而,在某些情况下,照明器可被安装在高处天花板上,诸如在大型零售店中。在某些此类情况下,LCom接收机位置的位置可远离相当大的数目,诸如与直接地在照明器下面相距大于1米或者取决于目标应用的某个其它数目。因此,与例如假设LCom接收机直接地在该LCom接收机正在从其接收LCom信号的照明器下面相比,在本文中不同地描述的技术可以用来增加所确定LCom接收机位置的准确度。如不同地描述的技术的附加益处可以包括将顾客引导至货架上的特定产品、与其它定位系统(例如,GPS、WPS等)相比增加的准确度、提供可以被设立成独立于其它通信网络(例如,广域网(WAN),诸如因特网)而操作的安全定位系统的能力以及如根据本公开将显而易见的其它益处。
加强LCom接收机定位
图11A图示出根据本公开的实施例的示例性LCom系统,包括LCom使能照明器100和LCom接收机200。在本示例性系统中,接收机200包括环境光传感器265、图像捕捉设备250、加速度计269、陀螺传感器267、地磁传感器263、GPS接收机1112以及Wi-Fi模块1122,其全部被配置成向处理器220提供输入。虽然接收机200不需要具有图11A中所示的所有组件,并且接收机200可具有如在本文中不同地描述的附加或替换组件,但在本文中为了便于描述将使用所示的特定配置。如在本示例性实施例中也可以看到的,环境光传感器265和图像捕捉设备250被配置成从一个或多个LCom使能照明器100接收LCom信号,GPS接收机1112被配置成接收GPS信号1110(例如,从卫星),并且WiFi模块1122被配置成接收/传输WiFi信号1120(例如,从WiFi路由器)。因此,接收机200可被配置成使用基于光的定位系统(例如,使用从LCom使能照明器100接收到的LCom信号)、GPS或WPS来确定位置信息。在本示例性实施例中,接收机200和LCom使能照明器在虚线框所表示的建筑物1100中。然而,虚线框还可表示运载工具,诸如例如公共汽车、飞机、船或火车。另外,WiFi信号1120是从建筑物1100内传输/接收的,而GPS信号1110是从建筑物1100外面传输的。图11A中的示例性配置和布局是出于说明性目的而提供的,并且并不意图限制本公开。
在某些实施例中,接收机200可被配置成使用惯性导航系统(INS)来加强定位技术。INS可利用加速度计269和/或陀螺传感器267来经由推算定位以计算接收机的位置、取向以及速度。以这种方式,接收机200可以基于已知起始/参考点或位置使用INS来计算其相对位置。例如,可将以下等式用于接收机INS:
其中,是接收机200的最后有效位置,并且是使用加速度计269和/或陀螺传感器267计算的绝对加速度数据。在某些实施例中,可使用接收机200的航向(其例如可以是从地磁传感器263获得的)来加强接收机定位。
图11B图示出根据本公开的实施例的使用惯性导航系统(INS)来加强LCom接收机定位的示例性方法。为了便于描述,将使用图11A的系统来描述本方法。本方法包括确定1131是否检测到LCom信号。可以使用任何适当的技术来执行确定1131,诸如使用环境光传感器265和/或图像捕捉设备250。如果在1131处未检测到LCom信号,则本方法通过确定1131是否检测到GPS和/或WPS信号而继续。在某些实施例中,确定1133还可包括确定是否检测到任何其它定位系统信号,取决于接收机200的配置。如果在1131处检测到LCom信号或者在1133处检测到GPS/WPS信号,则本方法通过使用所检测信号来更新1135位置信息以确定接收机200的位置而继续。在某些实施例中,本方法主要依赖于使用LCom信号来确定接收机200定位信息,使得每当LCom信号可用时,其被用于接收机定位。情况可以如此,因为与使用例如GPS和/或WPS信号相比,LCom信号可被用于最准确的定位技术。在其它实施例中,可不存在偏好。在某些实施例中,接收机200的位置可指定所使用的定位系统。例如,在某些此类实施例中,如果接收机200知道其在外面,则可使用GPS作为默认定位系统直至接收机200知道其在里面为止。此外,在某些实施例中,可通过基于接收机200的环境、接收机200的最后接收的定位信号或者基于如根据本公开将显而易见的某个其它因素对定位系统进行限制或划分优先级来节省存储器和/或功率。
继续图11B的方法,如果在1131处未检测到LCom信号且在1133处未检测到GPS/WPS信号,则本方法通过存储1137接收机200的最后已知位置或定位并使用INS来确定用于接收机200相对于该最后已知位置/定位的位置信息而继续。在某些情况下,最后已知位置可以是在1135处更新的最后位置。在任何情况下,可基于LCom信号、GPS信号、WPS信号和/或任何其它适当技术使用接收机的最后已知位置来确定最后已知位置。在某些实施例中,接收机INS与其它定位技术并行地运行以连续地计算接收机200的相对位置。在这种情况下,可连续地执行本方法的方框1137以例如增加接收机定位准确度。在其它实施例中,可在失去到其它定位系统的通信链路之后(例如,当未检测到LCom、GPS或WPS信号时)激活接收机INS。本方法通过返回1139至方框1131而从方框1135和1137继续,以继续确定是否检测到LCom信号(或GPS/WPS信号)。
使用LCom接收机INS来加强位置信息或接收机定位的益处是尽管不能从另一定位系统检索位置信息,但接收机仍可以估计其近似位置。本技术还可对估计垂直定位和/或高度信息(诸如电梯内的定位)有益。例如,可使用INS来估计相对于起始楼层(在该处进入电梯的楼层)的电梯楼层位置。此类示例可允许接收机200知道何时已实现期望的楼层位置和/或何时将离开电梯。附加益处根据本公开将是显而易见的。
LCom传输协议
正常地,在基于光的通信中,传输源消耗整个信道带宽,并且因此接收机设备在给定时间只能与一个传输源通信。为了使多个传输源与接收机设备通信,可能需要在那些传输源的信号之间进行区别和选择。因此,在涉及到多个传输源和/或多个接收机设备的情况下,可能期望包括用以避免数据包冲突的仲裁机制。并且,如果单个基于光的通信信道在此类系统中中断,则可期望使传输源具有其可以切换到以便成功地完成传输的冗余信道。
因此,并且根据某些实施例,公开了用于分配LCom数据以通过由多个LCom使能照明器100输出的多个色彩的光传输并使用时分多址(TDMA)方案跨多个色彩的光并行地传输该LCom数据的技术。根据某些实施例,所公开技术可以例如用来允许多个LCom使能照明器100经由LCom同时地与单个计算设备200通信。在某些情况下,所公开技术可以用来例如允许在给定空间内设置更大量的LCom使能照明器100,从而提供更准确的定位,例如以用于室内导航。在某些情况下,所公开技术可以例如用来为计算设备200提供对从不同LCom使能照明器100接收到的多个LCom信号进行滤波的能力。在某些情况下,所公开技术可以例如用来允许多个LCom信道同时地在LCom系统10中是活动的。
图12图示出根据本公开的实施例的被配置成经由LCom与计算设备200通信的LCom使能照明器100的示例性布置。如在这里可以看到的,存在三个LCom使能照明器100(标记为L1、L2以及L3),根据示例性实施例,其中的每一个被配置成用于其光输出的RGB色彩混合。并且,如可以看到的,三个LCom使能照明器100(L1—L3)被在空间上布置并投入运行,使得相邻LCom使能照明器100在给定时刻通过互斥(例如,正交)的信道进行传输。换言之,根据实施例,没有相邻的LCom使能照明器100同时地通过同一LCom信道(例如,通过相同色彩的光输出)进行通信。如从下表可以看到的,针对给定时间段“T”,其中,T=t1+t2+t3,三个LCom使能照明器100(L1—L3)以同时的方式向计算设备200传输唯一LCom数据:
t1处的条目L1(R)、L2(G)、L3(B)表示在空间域和时间域上分配的唯一LCom信道。在这里,根据实施例,TDMA允许以连续的方式发送独立LCom数据包。根据某些实施例,一旦在LCom使能照明器100与计算设备200之间建立LCom,则LCom数据包可被源LCom使能照明器100通过各种光信道(例如,多个色彩的光发射)以循环方式传输。
在某些情况下,本文公开的技术的使用可在LCom故障的情况下提供备份信道,导致更加可靠的LCom数据传输。如果特定信道(例如,特定色彩)经受比其它信道(例如,一个或多个其它色彩)更多的环境噪声,则可利用循环方式的LCom数据的传输来确保所有的期望LCom数据被经由所有可用信道发送。如果单个LCom信道中断,则给定LCom使能照明器100可切换至冗余LCom信道(例如,不同的色彩)。在某些情况下,本文公开的技术的使用可避免参与LCom使能照明器100之间的LCom数据包冲突和/或信道串话或者另外使其最小化。
应注意的是虽然一般地在RGB色彩混合方案的示例性情境中讨论了所公开的技术,但本公开并未如此限制。在更一般意义上,并且根据某些其它实施例,根据针对给定目标应用或最终使用所期望的,可使用具有任何数量的组成色彩的任何色彩混合方案(例如,RGBY、RGBW、双白色或发射的任何其它适当组合)。考虑到用不同的光波长来表示LCom信道,来自参与LCom使能照明器100输出的光的色彩的数量越大,可用LCom信道的数量越大,并且因此用于LCom的可用带宽的量越大,如根据本公开将领会到的。在其中利用多个发白光固态发射器(例如,双白色方案)以及因此的多个基于白光的LCom信道的某些情况下,多个源LCom使能照明器100可被配置成例如使得在给定时间只有给定LCom信道与计算设备200通信。如根据本公开将进一步认识到的,在某些情况下,可部分地或完全基于数据包冲突控制和/或串话/干扰的给定可容忍量来选择给定LCom使能照明器的光输出能力。
多面板LCom使能照明器
图13A图示出根据本公开的实施例的包括示例性多面板照明器100的商店。图13B图示出根据本公开的实施例的示例性多面板照明器100的底视图。如在本示例性实施例中可以看到的,照明器100包括八个面板:1A (1301A)、1B (1301B)、2A (1302A)、2B (1302B)、3A(1303A)、3B (1303B)、4A (1304A)、4B (1304B)。为了便于描述将主要用面板的面板号(例如,1A、1B等)来提及面板。本文所述的多面板照明器可具有任何适当的配置。例如,照明器可在诸如图13B中所示的具有行和列的矩形网格中布局。在另一示例中,照明器可在圆形布置中布局。因此,除非另外指明,多面板照明器不限于任何特定设计或配置。此外,如在本文中不同地描述的多面板照明器的面板可以是至少一个固态光源的任何离散群组。因此,面板可具有任何形状和尺寸,并且不限于任何特定设计或配置,除非另外指明。
在图13B的实施例中,每个面板包括至少一个固态光源且光源被配置成输出光。照明器100可包括如根据此配置将显而易见的任何适当组件,包括被配置成调制光源的光输出以允许发射LCom信号的至少一个调制器174。在某些实施例中,面板可被独立地调制和/或驱动,使得每个面板被配置成发射其自己的LCom信号(并且任何发射LCom信号可归因于面板中的特定的一个)。为了便于描述,在本文中可假设在任何给定时间每个LCom信号可使用如根据本公开将显而易见的任何适当技术发射高或低(或者a1或a0)以传输数据而描述控制多面板照明器的技术。在某些实施例中,照明器100的控制器150可被配置成使从面板发射的LCom信号的同步定时。就通信而言,从面板发射的LCom信号的定时的同步可类似于计算机中的并行通信,其中,并行线缆的每个引脚可以同时地传输信息,并且所有信号被一个公共时钟同步。
在其中从面板发射的LCom信号的定时被同步的多面板照明器的实施例中,面板可被配置成发射对由另一面板发射的LCom信号进行反转或复制的LCom信号。例如,如果第一面板被配置成发射第一LCom信号且第二面板被配置成发射第二LCom信号,则第二LCom信号可以是第一LCom信号的反转或副本。使用附加面板来对信号进行反转或复制可以帮助实现数据完整性。例如,将一个面板从另一个反转可在即使两个面板中的一个被阻挡和/或有噪声的情况下仍允许有效地传输数据。同样地,可以使用面板作为校验和或用于各种各种适当逻辑算法的智能位修正。另外,在与从面板发射的LCom信号的定时同步的情况下,照明器的总光输出可以被配置成保持在相对恒定的水平和/或可以将从照明器发射的数据划分在一个或多个面板之间,如在本文中将更详细地描述的。
在图13B中所示的示例性实施例中,多面板照明器100的控制器150被配置成使从面板发射的LCom信号的定时同步。此外,在从面板发射的LCom信号的定时同步的情况下,照明器100被配置成使得A面板(1A、2A、3A、4A)每个发射信号,并且相应B面板(1B、2B、3B、4B)发射其对应A面板的相应反转信号。例如,从面板1B发射的LCom信号是从面板1A发射的LCom信号的反转,从面板2B发射的LCom信号是从面板2A发射的LCom信号的反转等等。因此,当1A在发射高信号时,1B在发射低信号,并且反之亦然。这在图13B中指示,其中,A面板为亮的/白色/开(其可表示高信号)或暗的/灰色/关(其可表示低信号),并且相应B面板是亮或暗中的另一个,如可以看到的。例如,在多面板照明器10的当前状态下,面板1A是暗的且面板1B是亮的。知道了用于图13B中所示的特定配置的反转方案,还可以看到两个面板组具有彼此成对角线的面板(1A/1B、2A/2B),并且两个面板组具有彼此相邻的面板(3A/3B、4A/4B)。该配置可对创建可以提供取向信息的虚拟基准有用,如在本文中将更详细地描述的。
图13图示出根据本公开的实施例的从两个不同取向观察图13B的多面板照明器100的接收机(计算设备)200。在本示例性实施例中,接收机200是包括被配置成生成图像1310的面朝前图像捕捉设备(相机)252的智能电话,并且接收机200正在从照明器下面观察照明器100。提供箭头是为了指示从下面观察照明器时的接收机航向1312、1314。照明器100包括参考图图13B中的示例性实施例描述的信号反转模式(1A使1B反转、2A使2B反转等)。如从在接收机上以两个不同取向显示的图像1310可以看到的,当接收机200具有在第一方向上的航向1312时,照明器的图像处于第一取向,并且当接收机200具有在与第一方向基本上相反的第二方向上的航向1314时,照明器的图像处于与第一取向基本上相反的第二取向。以这种方式,多面板照明器100创建可以向接收机200提供取向信息的虚拟基准。当接收机200识别/观察到多面板照明器100的完整性时,接收机200可以基于反转面板被如何结构化而告知照明器I定向的方式。在某些情况下,可经由从照明器100发射的LCom信号来提供取向信息的意义。例如,照明器100可传输其中面板4A和4B面朝北方定位的照明器100的末端或者末端面向已识别原点或物理位置,使得接收机200可以使用取向信息来例如确定其位置(例如,使用用于确定LCom接收机位置的技术,如在本文中不同地描述的)。
请注意,在图13B和13C中提供的用于出于取向目的创建虚拟基准的反转方案是出于说明性目的而提供的,并不意图限制本公开。可使用具有少到两个面板的多面板照明器来创建虚拟基准以提供取向信息。例如,可在空间上分辨发射不同LCom信号的两个相邻面板(例如,使用用于在空间上分辨接收到的LCom信号的技术,如在本文中不同地描述的),使得接收机的FOV内的每个LCom信号的位置可以使用LCom信号的位置作为取向提示。在另一示例中,一个面板宽但大于两个面板长(例如,100个面板长或任何其它适当的数量)的长照明器仍可提供位置和/或取向信息,因为面板可被配置成发射可以用于接收机定位的LCom信号。还请注意,在多面板LCom使能照明器的某些实施例中,不需要所有面板都能够或被配置成发射LCom信号。例如,面板中的仅一个可被配置成发射LCom信号,而其它面板被配置成输出未被用数据编码的光。然而,即使在某些此类实施例中,多面板照明器也可创建虚拟基准以用于提供取向信息。因此,许多变化和配置根据本公开将是显而易见的。
在某些实施例中,可使用多面板照明器来改善光质量。例如,在某些此类实施例中,可将总的光输出保持相对恒定的水平,使得光输出变化是人类视觉不可感知的。将总的光输出保持在相对恒定水平可包括小于25%、20%、15%、10%、5%或2%流明或者如根据本公开将显而易见的某个其它适当公差的光输出变化。在某些情况下,这可通过在任何给定时间使与处于低状态的相同数目的面板处于高状态以在脉冲传输和LCom发射期间保持DC或环境水平相对恒定来实现。在某些此类实施例中,这可以通过信号的反转或者通过某种平衡算法来完成。使用图13B的示例性照明器,其具有八个面板,每个面板处于高或低状态,在其中不存在面板反转的情况下,256个不同的组合将是可能的(按28计算)。如果实现反转规则,使得处于高状态的面板的数目大约与处于低状态的面板的数目(无论哪些面板)相同,则七十个不同的组合将是可能的(使用事件概率– 8!/4!/4!来计算)。如果实现反转规则,使得四个面板是四个其它面板的反转(诸如上文所述的情况),则十六个不同的组合将是可能的(按24计算)。根据期望的数据速率和可靠性,可以在不同的时间利用不同的反转规则。紧接着在下面的表格示出了不同反转规则的概要:
反转规则 组合 方向性
与“低”相同的面板“高”的数量 70
四个面板使四个其它面板反转 16
如在此表格中可以看到的,四个面板使四个其它面板反转的反转规则具有较少的组合和因此较慢的数据速率,担该规则就提供方向性/创建用于取向信息的虚拟基准而言(如在本文中不同地描述的)向智能电话提供了方向性。在某些实施例中,可以应用反转规则的组合,使得例如多面板照明器的一个部分(例如,面板1A和1B)始终相互反转,但是其它面板并不遵循此类反转规则。在某些此类实施例中,仍可提供方向性,并且可实现更多组合。
在某些实施例中,可以使用多面板照明器来改善数据传输速度和/或可靠性。例如,假设单面板照明器具有两个状态(例如,高和低),在任何给定时间可以传输一个数据位。进一步参考表1,在其中四个面板使四个其它面板反转的反转规则的情况下,在给定的时间量内可以传输与单面板照明器相比而言八倍(用十六个组合除以两个状态计算)的数据量(例如,假设两个照明器正在以相同的频率传输脉冲)。因此,应用四个面板使四个其它面板反转的反转规则使用八面板照明器将花费一秒钟进行传输的数据在采取相同脉冲传输频率的单面板照明器的情况下将花费八秒钟进行传输。许多变化和配置根据本公开将是显而易见的。回想本文所述的八面板照明器是出于说明性目的而提供的,并且并不意图限制本公开。可以使用具有任何配置和任何数目的面板或光源群组的多面板照明器来实现本文所述的益处。
图13D图示出根据本公开的实施例的示例性多面板照明器传输。如可以看到的,传输从LCom数据1320开始。数据1320被划分在多面板照明器100的面板1330之间以经由LCom信号1325来发射。照明器100可具有任何数目“n”的面板1330,其中,每个面板包括被配置成输出光的至少一个固态光源。可在照明器100的一个或多个面板1330之间以任何适当的方式划分数据1320,无论是否均匀。一个或多个调制器174可被配置成调制面板的光源的光输出以允许可载送数据1320的至少一部分的LCom信号1325的发射/传输。请注意,如前所述,在某些实施例中,多面板照明器的一个或多个面板可未被配置成发射/传输LCom信号。接收机200可以在一个或多个信道1340或区段中接收LCom信号1325,如在本文中不同地描述的(例如,使用用于在空间上分辨接收到的LCom信号的技术)。接收机200然后可以使用LCom信号1325来重构LCom数据1320,如所示。此时分和/或空分复用可以在仍保持期望的通信数据速率和/或可靠性的同时导致恒定或改善的光输出。
返回参考图13A,当客户进入商店寻找项目时,客户可能能够使用LCom接收机(诸如其智能电话)来启动室内导航应用以将其引导至期望的项目。一旦应用被激活,则智能电话上的相机可被配置成从高架照明器100识别其视场内的LCom信号。如果识别到照明器100并检测到LCom信号,则照明器100可以提供照明器在空间中的精确位置以及取向信息(例如,反转面板的图案就航向而言意味着什么)以在空间中对智能电话进行定位。另外,可以与例如单面板照明器相比更快的速率广播从多面板照明器100发射的数据,因为可以将数据划分在从多个面板发射的LCom信号之间。速度方面的改善取决于特定配置,但是改善可以为至少2×、3×、5×、8×或10×速度或者如根据本公开将显而易见的某个其它适当数量。
多面板LCom使能照明器的示例性替换是单面板LCom使能照明器。单面板照明器可以能够使用关联基准(诸如照明器上的某处的标记)来提供取向;然而,如在本文中不同地描述的那样使用多面板照明器来创建虚拟基准可对提供取向信息有益,因为其可更好地被LCom接收机检测到。另外,与多面板LCom使能照明器的使用相比,通过单面板LCom使能照明器的使用可降低数据速率和数据完整性。如在本文中不同地描述的多面板照明器的另一益处可包括能够向低速接收设备(诸如智能电话面朝前相机)进行通信而没有任何可感知的视觉伪像。可实现此类益处,因为当光输出在小于100 Hz下被调制时,光照的数量和质量两者都可能受到负面影响,包括具有闪烁和不均匀照明水平的问题。因此,多面板LCom使能照明器的各种益处包括能够如本文所述地提供取向信息、能够保持恒定的光输出并改善所提供光照的数量/质量、能够以更快且更可靠的速率传输数据、能够以更快且更可靠的方式与LCom接收机建立通信链路以及如根据本公开将显而易见的其它益处。
用于在空间上分辨接收到的LCom信号的技术
图14A图示出根据本公开的实施例的图像捕捉设备250的示例性视场1400和相应图像1402。在本示例性实施例中,提供了FOV 1400和相应图像1402以描述用于在空间上分辨接收到的LCom信号的技术。如可以看到的,由图像捕捉设备250(在本文中为了便于参考而称为相机)观察到的FOV 1400包括三个照明器。为了便于描述,假设在FOV 1400中看到的每个照明器正在传输LCom信号。
图14B图示出根据本公开的实施例的在空间上分辨接收到的LCom信号的示例性方法。为了便于描述,将使用图14A中的示例FOV 1400和图像1402来描述本方法。图14B的方法包括由计算设备200接收1411传输一个或多个LCom信号的至少一个固态光源的数字图像。LCom信号可被设备200的相机250接收/捕捉。本方法还包括将图像分段1413成多个不重叠单元1404,其中,LCom信号每个与在单元中的至少一个中捕捉的光源的唯一像素集群相关联。可以使用任何适当技术来执行分段1413。本方法通过基于检测到的唯一像素集群在空间上分辨1415一个或多个LCom信号而继续。如在图14A中可以看到的,在生成的图像1402中示出了FOV 1400中的照明器,其中,每个照明器被图示为使用相应虚线被捕捉。如还可以看到的,图像1402已被分段成在形状方面为矩形的不重叠单元1404。在某些实施例中,每个LCom信号可以与包括单元中的至少一个的唯一像素集群相关联或被解释为该唯一像素集群以在空间上分辨每个LCom信号。一旦每个LCom信号被检测为唯一像素集群或者与之相关联,该像素集群可以用来识别图像1402内的信号的定位/位置,还有从在空间上分辨LCom信号可以导出的其它益处,如在本文中将更详细地讨论的。
图14C图示出根据本公开的另一实施例的图像捕捉设备250的示例性视场1420和相应图像1422。关于FOV 1400的先前讨论适用于FOV 1420,关于参考图像1402的先前讨论适用于图像1422。在本示例性实施例中,FOV 1420包括三个照明器101、102和103。为了便于描述,假设照明器101、102和103每个正在传输LCom信号。图像1422是从照明器下面看的相应图像。如可以看到的,图像1422被分段成不重叠/唯一的六边形单元1424,其中,接收到的LCom信号每个与包括单元1424中的至少一个的唯一像素群集相关联。如还可以看到的,观察到的LCom信号在指示重叠区1426中具有重叠,其将在本文中更详细地进行讨论。
在某些实施例中,可使用接收信号强度指示符(RSSI)信息来帮助确定最近的通信照明器。例如,可使用用于来自照明器101、102和103的LCom信号的RSSI信息来帮助在空间上分辨图像1422中的LCom信号,诸如在重叠区1426中。用于LCom信号的RSSI信息可基于接收到的LCom信号的强度、载送信号的光的亮度或根据本公开将显而易见的任何其它适当因素。在某些实施例中,可使用LCom接收机的取向来帮助在空间上分辨接收到的LCom信号。例如,接收机内的一个或多个陀螺仪可被配置成确定接收机的取向(例如,俯仰、滚动以及偏转),并且可使用取向信息来帮助在空间上分辨图像1422中的接收LCom信号,诸如在重叠区1426中。在某些实施例中,一旦在空间上分辨了接收到的LCom信号,则可以对与LCom信号相关联的单元进行滤波并聚焦例如以改善总体信噪比。此外,在某些此类实施例中,可以滤出并聚焦于每个LCom像素集群(包括用于每个LCom信号的至少一个单元)以例如改善用于该LCom信号的信噪比。在某些实施例中,一旦在空间上分辨了接收到的LCom信号,可滤出并未与任何LCom信号相关联的单元或像素以帮助改善用于LCom信号的信噪比。滤出并未载送任何LCom信号的单元/像素可以导致例如改善的通信速度和增强的采样频率。
在图14A和14C中,图像1402和1422分别地被分段1413成矩形和六边形单元。然而,分段1413可导致任何适当形状的单元,如根据本公开将显而易见的。在某些实施例中,单元可全部在尺寸和形状方面相似。在某些实施例中,单元可全部具有正多边形形状。在某些实施例中,单元可以是矩形、正方形、三角形、六边形、圆形和/或任何其它适当形状的。虽然使用圆形单元可能留下未覆盖区域,但其它形状导致许多唯一和/或不重叠单元,诸如矩形、正方形、三角形以及六边形单元。为了用最少数目的唯一单元实现最佳的可能粒度,可以将图像分段1413成相似尺寸的六边形单元,诸如在具有单元1422的图14C的情况下。可以使用六边形单元形状1422来使图像覆盖最大化,因为针对多边形的中心与其最远圆周点之间的给定距离,六边形具有最大面积。因此,通过使用六边形单元几何结构,最少数目的单元可以覆盖整个空间(例如,单元侧边保持恒定)。
请注意,在本文中针对在空间的分辨的接收LCom信号描述的技术和原理可被用于同时地从一个或多个LCom使能照明器接收到的多个LCom信号。因此,可以将该技术与传输多个LCom信号的单个照明器一起使用(所述照明器诸如在本文中不同地描述的多面板照明器),或者与每个传输LCom信号的多个照明器或者与其组合一起使用。还请注意,虽然在本文中在对多于一个LCom信号进行空间分辨的情境中描述了技术,但该原理可以应用于在LCom接收机的FOV内在空间上分辨单个LCom信号,以例如增加接收机定位准确度。例如,在某些实施例中,可结合信号的图像和关于接收机倾斜(例如,偏转、俯仰、滚动)和取向(例如,从板载磁强计/地磁传感器获得)的信息而使用至少两个LCom照明器(其可被经由LCom信号传送到接收机)的绝对位置来执行接收机定位。在某些此类实施例中,定位技术可包括如在本文中不同地描述的那样在空间上分辨至少两个照明器的位置(例如,通过确定由接收机检测到的两个照明器的LCom信号的来源)并使用接收机的方向/取向来确定接收机方位/位置。此外,在某些此类实施例中,不需要知道涉及到的照明器的几何结构。
在本文中描述的用于在空间上分辨多个LCom信号的技术的示例性替换包括使用光电二极管而不是相机或图像捕捉设备来建立与LCom信号源的视线(sight)通信。此类示例性替换并未提供空间分辨率的相同质量,包括不能在多个LCom信号之间进行区别。另一示例性替换包括使用定向光传感器。然而,此类示例性替换可包括必须指引定向光传感器朝向LCom信号源。因此,在本文中不同地描述的技术可以用来在没有冲突的情况下与接收机的FOV内的多个LCom信号建立链路和/或确定那些LCom信号的位置。如不同地描述的技术的附加益处可以包括增加LCom接收机定位准确度/精度、甚至在信号重叠的区域中接收多个LCom信号源、改善信噪比(SNR)、增强采样频率、改善通信速度、能够滤出FOV内不包括LCom信号的像素以及如根据本公开将显而易见的其它益处。
图5A、5C、6C、7B、8A、8B、9A、10B、11B和14B的方法的许多变化根据本公开将是显而易见的。如将领会到的,并且根据某些实施例,这些图中所示的每个功能框可以例如实现为模块或子模块,其在被一个或多个处理器140执行或者另外被操作时促使实行如本文所述的关联功能。该模块/子模块可例如用软件(例如,存储在一个或多个计算机可读介质上的可执行指令)、固件(例如,可具有用于向用户征求输入和提供对用户请求的响应的I/O能力的微控制器或其它器件的嵌入例程)和/或硬件(例如,门级逻辑、现场可编程门阵列、特定用途硅等)来实现。
许多实施例根据本公开将是显而易见的。一个示例性实施例提供了一种系统,包括:第一固态照明器,其被配置成发射被用数据编码的第一脉冲光信号;第二固态照明器,其被配置成发射被用数据编码的第二脉冲光信号;以及至少一个控制器,其被配置成控制由第一固态照明器发射的光的色彩和由第二固态照明器发射的光的色彩。在某些情况下,所述至少一个控制器被配置成控制由第一和第二固态照明器发射的光,使得该第一和第二固态照明器经由正交的基于色彩的通信信道进行发射。在某些此类情况下,所述至少一个控制器被配置成控制由第一和第二固态照明器发射的光,使得每个正交的基于色彩的通信信道遍布在空间域和时间域上。在某些情况下,所述至少一个控制器被配置成控制由第一和第二固态照明器发射的光,使得独立的数据包被经由时分多址(TDMA)以连续的方式传输。在某些情况下,第一和第二固态照明器被配置成用于双白光发射。在某些情况下,所述系统还包括:第三固态照明器,其被配置成发射被用数据编码的第三脉冲光信号,其中,所述至少一个控制器被进一步配置成控制由第三固态照明器发射的光的色彩。在某些此类情况下,第一、第二和第三固态照明器被配置成用于红色—绿色—蓝色(RGB)光发射。在某些其它此类情况下,所述至少一个控制器被配置成控制由第一、第二和第三固态照明器发射的光,使得独立的数据包被以循环方式经由时分多址(TDMA)以连续的方式传输。在某些情况下,所述系统还包括:计算设备,其包括被配置成检测被用数据编码的第一和第二脉冲光信号中的至少一个的至少一个光传感设备。
另一示例性实施例提供了一种基于光的通信的方法,该方法包括:在第一时间经由由第一固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号;以及在第一时间经由由第二固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号。在某些情况下,所述方法还包括:在第二时间经由由第一固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号;以及在第二时间经由由第二固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号。在某些此类情况下,第一和第二固态照明器被配置成用于双白光发射。在某些其它此类情况下,被用数据编码的第一和第二脉冲光信号被第一和第二固态照明器发射,使得独立的数据包被经由时分多址(TDMA)以连续方式传输。在某些情况下,所述方法还包括:在第一时间经由由第三固态照明器发射的第三色彩的光来传输被用数据编码的第三脉冲光信号。在某些此类实例中,所述方法还包括:在第二时间经由由第一固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号;在第二时间经由由第二固态照明器发射的第三色彩的光来传输被用数据编码的第三脉冲光信号;在第二时间经由由第三固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号;在第三时间经由由第一固态照明器发射的第三色彩的光来传输被用数据编码的第三脉冲光信号;在第三时间经由由第二固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号;以及在第三时间经由由第三固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号。在某些其它此类情况下,第一、第二和第三固态照明器被配置成用于红色—绿色—蓝色(RGB)光发射。在某些情况下,被用数据编码的第一、第二以及第三脉冲光信号由第一、第二和第三固态照明器发射,使得独立的数据包被以循环方式经由时分多址(TDMA)以连续的方式传输。
另一示例性实施例提供了一种非临时计算机程序产品,其包括非临时地在其上面编码的多个指令,所述指令在被一个或多个处理器执行时促使实行过程。该计算机程序产品可包括一个或多个计算机可读介质,诸如例如硬盘驱动器、紧凑盘、记忆棒、服务器、高速缓冲存储器、寄存器存储器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存或被用可以由一个或多个处理器执行的指令来编码的任何适当非临时存储器,或者多个此类存储器或其组合。所述过程包括:在第一时间经由由第一固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号;以及在第一时间经由由第二固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号。在某些情况下,所述过程还包括:在第二时间经由由第一固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号;以及在第二时间经由由第二固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号;以及被用数据编码的第一和第二脉冲光信号被第一和第二固态照明器发射,使得独立的数据包被经由时分多址(TDMA)以连续方式传输。在某些情况下,所述过程还包括:在第一时间经由由第三固态照明器发射的第三色彩的光来传输被用数据编码的第三脉冲光信号;在第二时间经由由第一固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号;在第二时间经由由第二固态照明器发射的第三色彩的光来传输被用数据编码的第三脉冲光信号;在第二时间经由由第三固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号;在第三时间经由由第一固态照明器发射的第三色彩的光来传输被用数据编码的第三脉冲光信号;在第三时间经由由第二固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号;以及在第三时间经由由第三固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号;以及被用数据编码的第一、第二以及第三脉冲光信号由第一、第二和第三固态照明器发射,使得独立的数据包被以循环方式经由时分多址(TDMA)以连续的方式传输。
已经出于举例说明和描述的目的提出了示例性实施例的前文描述。其并不意图是穷举的或使本公开局限于所公开的精确形式。根据本公开,许多修改和变化是可能的。意图在于并不是由本详细描述、而是由于此所附权利要求来限制本公开的范围。要求本申请的优先权的未来提交申请可以不同的方式要求保护公开主题,并且一般地可包括如在本文中不同地公开或者另外论证的一个或多个限制的任何集合。

Claims (20)

1.一种系统,包括:
第一固态照明器,其被配置成发射被用数据编码的第一脉冲光信号;
第二固态照明器,其被配置成发射被用数据编码的第二脉冲光信号;以及
至少一个控制器,其被配置成控制由第一固态照明器发射的光的色彩和由第二固态照明器发射的光的色彩。
2.权利要求1的系统,其中,所述至少一个控制器被配置成控制由第一和第二固态照明器发射的光,使得其经由正交的基于色彩的通信信道进行发射。
3.权利要求2的系统,其中,所述至少一个控制器被配置成控制由第一和第二固态照明器发射的光,使得每个正交的基于色彩的通信信道遍布在空间域和时间域上。
4.权利要求1的系统,其中,所述至少一个控制器被配置成控制由第一和第二固态照明器发射的光,使得独立的数据包被经由时分多址(TDMA)以连续的方式传输。
5.权利要求1的系统,其中,所述第一和第二固态照明器被配置成用于双白光发射。
6.权利要求1的系统还包括第三固态照明器,其被配置成发射被用数据编码的第三脉冲光信号,其中,所述至少一个控制器被进一步配置成控制由第三固态照明器发射的光的色彩。
7.权利要求6的系统,其中,所述第一、第二和第三固态照明器被配置成用于红色-绿色-蓝色(RGB)光发射。
8.权利要求6的系统,其中,所述至少一个控制器被配置成控制由第一、第二和第三固态照明器发射的光,使得独立的数据包被以循环方式经由时分多址(TDMA)以连续的方式传输。
9.权利要求1的系统,还包括:
计算设备,其包括被配置成检测被用数据编码的第一和第二脉冲光信号中的至少一个的至少一个光传感设备。
10.一种基于光的通信方法,包括:
在第一时间经由由第一固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号;以及
在第一时间经由由第二固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号。
11.权利要求10的方法,还包括:
在第二时间经由由第一固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号;以及
在第二时间经由由第二固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号。
12.权利要求11的方法,其中,所述第一和第二固态照明器被配置成用于双白光发射。
13.权利要求11的方法,其中,被用数据编码的第一和第二脉冲光信号被第一和第二固态照明器发射,使得独立的数据包被经由时分多址(TDMA)以连续方式传输。
14.权利要求10的方法,还包括:
在第一时间经由由第三固态照明器发射的第三色彩的光来传输被用数据编码的第三脉冲光信号。
15.权利要求14的方法,还包括:
在第二时间经由由第一固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号;
在第二时间经由由第二固态照明器发射的第三色彩的光来传输被用数据编码的第三脉冲光信号;
在第二时间经由由第三固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号;
在第三时间经由由第一固态照明器发射的第三色彩的光来传输被用数据编码的第三脉冲光信号;
在第三时间经由由第二固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号;以及
在第三时间经由由第三固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号。
16.权利要求14的方法,其中,所述第一、第二和第三固态照明器被配置成用于红色-绿色-蓝色(RGB)光发射。
17.权利要求13的方法,其中,被用数据编码的第一、第二以及第三脉冲光信号由第一、第二和第三固态照明器发射,使得独立的数据包被以循环方式经由时分多址(TDMA)以连续的方式传输。
18.一种被用指令编码的非临时计算机程序产品,该指令在被一个或多个处理器执行时促使实行过程,该过程包括:
在第一时间经由由第一固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号;以及
在第一时间经由由第二固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号。
19.权利要求18的非临时计算机程序产品,其中:
所述过程还包括:
在第二时间经由由第一固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号;以及
在第二时间经由由第二固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号;以及
被用数据编码的第一和第二脉冲光信号被第一和第二固态照明器发射,使得独立的数据包被经由时分多址(TDMA)以连续方式传输。
20.权利要求18的非临时计算机程序产品,其中:
所述过程还包括:
在第一时间经由由第三固态照明器发射的第三色彩的光来传输被用数据编码的第三脉冲光信号;
在第二时间经由由第一固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号;
在第二时间经由由第二固态照明器发射的第三色彩的光来传输被用数据编码的第三脉冲光信号;
在第二时间经由由第三固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号;
在第三时间经由由第一固态照明器发射的第三色彩的光来传输被用数据编码的第三脉冲光信号;
在第三时间经由由第二固态照明器发射的第一色彩的光来传输被用数据编码的第一脉冲光信号;以及
在第三时间经由由第三固态照明器发射的第二色彩的光来传输被用数据编码的第二脉冲光信号;以及
被用数据编码的第一、第二以及第三脉冲光信号由第一、第二和第三固态照明器发射,使得独立的数据包被以循环方式经由时分多址(TDMA)以连续的方式传输。
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