CN107909853A - 支持双边定位的可见光通信(vlc)智能交通系统 - Google Patents

支持双边定位的可见光通信(vlc)智能交通系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107909853A
CN107909853A CN201710998225.4A CN201710998225A CN107909853A CN 107909853 A CN107909853 A CN 107909853A CN 201710998225 A CN201710998225 A CN 201710998225A CN 107909853 A CN107909853 A CN 107909853A
Authority
CN
China
Prior art keywords
visible light
signal
component
vehicle
light communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710998225.4A
Other languages
English (en)
Inventor
成建平
沈建华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Post and Telecommunication University
Original Assignee
Nanjing Post and Telecommunication University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Post and Telecommunication University filed Critical Nanjing Post and Telecommunication University
Priority to CN201710998225.4A priority Critical patent/CN107909853A/zh
Publication of CN107909853A publication Critical patent/CN107909853A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16Anti-collision systems
    • G08G1/167Driving aids for lane monitoring, lane changing, e.g. blind spot detection
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116Visible light communication
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60Receivers
    • H04B10/66Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/67Optical arrangements in the receiver
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60Receivers
    • H04B10/66Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/69Electrical arrangements in the receiver

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种支持双边定位的可见光通信(VLC)为基础的智能交通系统,包括车辆侧可见光收发模块和路灯侧可见光收发模块等。其中,可见光收发模块包括:可见光通信收发天线(透镜组)组件、信号调制组件、信号解调组件、伺服跟踪组件等。本发明可以解决智能交通系统中最为基础的车辆精确定位技术问题:车辆行驶在道路中时,可以与路灯侧进行可见光通信。通过接收到路灯侧发出的可见光通信信号,根据双边路灯侧可见光信号强度对比,即可判断车辆是否保持在车道中心线(即车辆所处的车道准确位置)。

Description

支持双边定位的可见光通信(VLC)智能交通系统
技术领域
本发明涉及智能交通系统应用领域的装置及方法,特别涉及一种支持双边定位的车辆与固定设施间可见光通信(VLC)系统。
背景技术
自人类发明汽车以来,经过百余年的发展,已经成为人们不可或缺的交通工具。车辆普及的同时,也带来了包括道路拥堵、交通事故、尾气排放等一系列问题。为了解决这些问题,业界提出了智能交通系统(ITS)的设想,其核心是将人、车、道路等紧密结合协调、协调运作,结合现代计算机技术、电子技术、通信技术和优化控制技术等,建立大范围、全方位、持久发挥作用的城市道路综合管理系统,提供高效、实时、准确的道路信息,能够有效地降低交通阻塞及事故的发生。目前已经提出的ITS解决方案中,主要使用的包括毫米波雷达、短距无线通信(IEEE802.11p)、3G/4G移动通信等,但都存在包括无线频谱资源受限、实时性差、费用高昂等缺点[Pengju FANG,et al.A Visible Light Communication basedInfra-to-Vehicle Intelligent Transport Demo System.IEEE ICCVE2015]。
可见光通信(VLC)技术是一种兼具照明和通信的通信手段,其核心是将高速数据调制在白光发光二极管(LED)上,由于调制频率极高,不会对照明产生影响。接收端采用光电检测器(PIN)或图像检测器接收VLC信号后,经解调即可还原出信息。与传统的射频频段短距无线通信相比,可见光通信技术最大的优点包括无需频谱资源分配,同时由于其工作频段极高,可以获得很高的信号传输速率(可达Gb/s级或更高)。学术界和工业界普遍认为其将是未来短距接入网络环境中最有前途的解决方案之一[Jonathan Wells.Faster thanfiber:The future of multi-G/s wireless.IEEE Microwave Magazine,2009,Volume:10,Issue:3]。
LED被广泛认为是继白炽灯和荧光灯之后的第三代照明光源,目前在包括室内照明、交通信号灯、以及车辆照明系统中已经得到普遍使用,这也为推广基于LED的VLC系统奠定了良好的基础。将可见光通信技术引入智能交通系统应用场景,可以有效解决车辆与车辆间(Vehicle-to-Vehicle,V2V)以及车辆与固定设施间(Vehicle-to-Infrastructure,V2I)的通信难题,实现车辆运动位置/轨迹确定、道路交通信息预警、车辆变道/碰撞避免等功能。
未来的智能交通系统中,首要解决的是车辆自动(智能)驾驶,其核心的技术难点是精确的车辆定位问题,可见光通信技术为其提供了可靠的解决手段。
发明内容
本发明的提出一种支持双边定位的可见光通信(VLC)智能交通系统,其可以在车辆与道路交通基础设施间进行双向通信,并用以解决智能交通系统中最为基础和重要的车辆精确定位问题。
为解决本发明所针对的车辆精确定位技术问题,所采用支持双边定位的可见光通信系统主要包括:车辆侧可见光收发模块和路灯侧可见光收发模块等。其中,可见光收发模块包括:可见光通信收发天线(透镜组)组件、信号调制组件、信号解调组件、伺服跟踪组件等。输入信号组件将输入的信号进行必要的格式变换后送至调制模块,调制模块将输入信号调制至激光器组件产生可见光信号,再经由透镜组组件进行汇聚对焦后发送至自由空间信道;接收侧透镜组组件接收到可见光信号后,由检测器将其还原为电信号,并由解调/放大组件进行信号解调制和放大,最后经由输出信号组件输出。伺服跟踪组件可以根据接收到的可见光信号强度大小调节透镜组组件,使其始终对准可见光信号最强的方向。
所述可见光通信模块,是指分别配置在车辆侧和路灯等道路交通基础设施侧的完成可见光通信信号收发的通信模块,其可以把需要发送的信息转换成可见光信号发射出去,以及接收可见光信号并从中还原出原始信息。
所述可见光通信收发天线(透镜组)组件,其可将输入信息调制后的信号转变为可见光信号,并通过发送天线(即发送透镜组件)发送至空间信道;接收天线(即接收透镜组件)可以检测和接收空间信道中的可见光信号,并将其转换为电信号后进行解调,还原出原始信息。
所述信号调制组件,其可对需要发送的信息进行处理并将其加到可见光频段的载波上,使其变为适合于空间信道传输的形式。
所述信号解调组件,其可对收发天线(透镜组)组件接收并完成转换的电信号进行解调,还原出其中携带的原始信息。
所述伺服跟踪组件,其安装在车辆侧,可以跟踪路灯等道路交通基础设施侧可见光通信模块发出的可见光信号,并根据车辆运动状态导致的接收信号情况进行适时调整,保证车辆侧与路灯侧可见光通信信号的正常通信。
附图说明
图1是本发明的支持双边定位的可见光通信(VLC)智能交通系统中可见光收发模块组成示意图。
图2是本发明的支持双边定位的可见光通信(VLC)智能交通系统典型应用场景示意图。
图3是本发明的支持双边定位的可见光通信(VLC)智能交通系统车辆侧模块单元组成示意图。
图4是本发明的支持双边定位的可见光通信(VLC)智能交通系统车辆位置判决及调整流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明的支持双边定位的可见光通信(VLC)智能交通系统,为解决本智能交通系统中最为基础的车辆精确定位技术问题,所采用支持双边定位的可见光通信系统主要包括:车辆侧可见光收发模块和路灯侧可见光收发模块等。其中,可见光收发模块包括:可见光通信收发天线(透镜组)组件、信号调制组件、信号解调组件、伺服跟踪组件等。本发明提出的系统可以以车辆侧与路灯侧间的可见光通信系统为基础,实现车辆的精确位置定位。
下面以典型应用情景为例来对本发明进行详细描述:
如图1所示,本发明提出的支持双边定位的可见光通信(VLC)智能交通系统结构框图,主要包括:车辆侧可见光收发模块和路灯侧可见光收发模块等。其中,可见光收发模块包括:可见光通信收发天线(透镜组)组件、信号调制组件、信号解调组件、伺服跟踪组件等。
如图2所示,车辆行驶在道路中时,可以与路灯侧进行通信,即接收到路灯侧可见光收发模块发出的信号。如图3所示,车辆侧可见光收发模块接收到路灯侧发出的可见光通信信号后,左、右两侧可见光接收单元接收到的信号经光电转换后,经由前置放大单元、功率均衡单元、整形滤波单元处理后,同时送入比较判决单元进行比较,比较结果经主控单元处理后输出。据此,根据双边路灯侧可见光信号强度对比,即可判断车辆是否保持在车道中心线(即车辆所处的车道准确位置),其工作流程见图4所示。
以上所述实施例仅仅是对本发明的优先实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的变形和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种支持双边定位的可见光通信VLC智能交通系统,其特征在于,包括:车辆侧可见光收发模块和路灯侧可见光收发模块;车辆侧可见光收发模块与路灯侧可见光模块间完成双向通信,即路灯侧可见光发送模块可以发送可见光信号至车辆侧接收,车辆侧可见光模块发送可见光信号至路灯侧接收;
所述可见光收发模块包括:可见光通信收发天线即透镜组组件、信号调制组件、信号解调组件、伺服跟踪组件;输入信号组件将输入的信号进行必要的格式变换后送至调制模块,调制模块将输入信号调制至激光器组件产生可见光信号,再经由透镜组组件进行汇聚对焦后发送至自由空间信道;接收侧透镜组组件接收到可见光信号后,由检测器将其还原为电信号,并由解调/放大组件进行信号解调制和放大,最后经由输出信号组件输出;伺服跟踪组件可以根据接收到的可见光信号强度大小调节透镜组组件,使其始终对准可见光信号最强的方向;
所述可见光通信模块,把需要发送的信息转换成可见光信号发射出去,以及接收可见光信号并从中还原出原始信息;
所述可见光通信收发天线即透镜组组件,其将输入信息调制后的信号转变为可见光信号,并通过发送天线即发送透镜组件发送至空间信道;接收天线即接收透镜组件检测和接收空间信道中的可见光信号,并将其转换为电信号后进行解调,还原出原始信息;
所述信号调制组件,对需要发送的信息进行处理并将其加到可见光频段的载波上,使其变为适合于空间信道传输的形式;
所述信号解调组件,对收发天线即透镜组组件接收并完成转换的电信号进行解调,还原出其中携带的原始信息;
所述伺服跟踪组件,安装在车辆侧,跟踪路灯等道路交通基础设施侧可见光通信模块发出的可见光信号,并根据车辆运动状态导致的接收信号情况进行适时调整,保证车辆侧与路灯侧可见光通信信号的正常通信。
CN201710998225.4A 2017-10-24 2017-10-24 支持双边定位的可见光通信(vlc)智能交通系统 Pending CN107909853A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710998225.4A CN107909853A (zh) 2017-10-24 2017-10-24 支持双边定位的可见光通信(vlc)智能交通系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710998225.4A CN107909853A (zh) 2017-10-24 2017-10-24 支持双边定位的可见光通信(vlc)智能交通系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107909853A true CN107909853A (zh) 2018-04-13

Family

ID=61841611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710998225.4A Pending CN107909853A (zh) 2017-10-24 2017-10-24 支持双边定位的可见光通信(vlc)智能交通系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107909853A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108809422A (zh) * 2018-05-28 2018-11-13 许谐兴 一种基于li-fi通信技术的车辆信息传输方法
CN109147391A (zh) * 2018-09-06 2019-01-04 南京邮电大学 基于可见光通信智能交通系统及告警方法和车距保持方法
CN109245824A (zh) * 2018-11-21 2019-01-18 泰州市柯普尼通讯设备有限公司 基于Lifi技术的海洋通信系统
CN112152714A (zh) * 2019-06-28 2020-12-29 Oppo广东移动通信有限公司 基于LiFi的数据处理方法、装置、车灯及存储介质
CN111431595B (zh) * 2020-03-12 2021-10-01 北京大学 一种基于后置偏振的车辆与基础设施间的通信系统和方法
CN114268369A (zh) * 2021-12-20 2022-04-01 东南大学 一种基于可见光的车际网通信系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100003255A (ko) * 2008-06-30 2010-01-07 경희대학교 산학협력단 가시광 통신을 이용하는 차량간 통신 장치 및 그 통신 방법과, 이를 이용한 지능형 교통 시스템
CN204131800U (zh) * 2014-10-17 2015-01-28 江苏博亚照明电器有限公司 基于可见光通信的智能路灯系统
CN204340848U (zh) * 2014-12-10 2015-05-20 华侨大学 一种基于光电通信的机动车智能辅助装置
CN105024752A (zh) * 2015-04-30 2015-11-04 济南骄泰信息技术有限公司 一种基于白光led无线通信的特种车辆管控装置
CN105242294A (zh) * 2015-10-21 2016-01-13 宁波大学 基于无线车联物联网的车辆定位系统
CN105337665A (zh) * 2014-08-15 2016-02-17 南京复实通讯科技有限公司 基于可见光通信的收发装置及其方法
CN205486854U (zh) * 2016-03-09 2016-08-17 浙江工业大学义乌科学技术研究院有限公司 一种用于地下停车场智能交通引导的可见光通信系统
CN106059666A (zh) * 2016-07-20 2016-10-26 上海小糸车灯有限公司 基于LiFi的汽车行驶数据交互系统及其车辆信号照明装置
CN207425125U (zh) * 2017-10-24 2018-05-29 南京邮电大学 一种支持双边定位的可见光通信vlc智能交通系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100003255A (ko) * 2008-06-30 2010-01-07 경희대학교 산학협력단 가시광 통신을 이용하는 차량간 통신 장치 및 그 통신 방법과, 이를 이용한 지능형 교통 시스템
CN105337665A (zh) * 2014-08-15 2016-02-17 南京复实通讯科技有限公司 基于可见光通信的收发装置及其方法
CN204131800U (zh) * 2014-10-17 2015-01-28 江苏博亚照明电器有限公司 基于可见光通信的智能路灯系统
CN204340848U (zh) * 2014-12-10 2015-05-20 华侨大学 一种基于光电通信的机动车智能辅助装置
CN105024752A (zh) * 2015-04-30 2015-11-04 济南骄泰信息技术有限公司 一种基于白光led无线通信的特种车辆管控装置
CN105242294A (zh) * 2015-10-21 2016-01-13 宁波大学 基于无线车联物联网的车辆定位系统
CN205486854U (zh) * 2016-03-09 2016-08-17 浙江工业大学义乌科学技术研究院有限公司 一种用于地下停车场智能交通引导的可见光通信系统
CN106059666A (zh) * 2016-07-20 2016-10-26 上海小糸车灯有限公司 基于LiFi的汽车行驶数据交互系统及其车辆信号照明装置
CN207425125U (zh) * 2017-10-24 2018-05-29 南京邮电大学 一种支持双边定位的可见光通信vlc智能交通系统

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108809422A (zh) * 2018-05-28 2018-11-13 许谐兴 一种基于li-fi通信技术的车辆信息传输方法
CN109147391A (zh) * 2018-09-06 2019-01-04 南京邮电大学 基于可见光通信智能交通系统及告警方法和车距保持方法
CN109245824A (zh) * 2018-11-21 2019-01-18 泰州市柯普尼通讯设备有限公司 基于Lifi技术的海洋通信系统
CN112152714A (zh) * 2019-06-28 2020-12-29 Oppo广东移动通信有限公司 基于LiFi的数据处理方法、装置、车灯及存储介质
CN112152714B (zh) * 2019-06-28 2022-09-30 Oppo广东移动通信有限公司 基于LiFi的数据处理方法、装置、车灯及存储介质
CN111431595B (zh) * 2020-03-12 2021-10-01 北京大学 一种基于后置偏振的车辆与基础设施间的通信系统和方法
CN114268369A (zh) * 2021-12-20 2022-04-01 东南大学 一种基于可见光的车际网通信系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107909853A (zh) 支持双边定位的可见光通信(vlc)智能交通系统
CN103475409B (zh) 移动车辆可见光无线通信接收切换方法和装置
CN103729898B (zh) 基于led车灯的etc可见光无线通信接入方法
CN203982581U (zh) 基于led光通信技术的交通系统
CN207425125U (zh) 一种支持双边定位的可见光通信vlc智能交通系统
CN103746741B (zh) 一种基于追踪对准机制的室外无线光移动通信系统
CN105959061A (zh) Led到led的半双工通信系统
CN105141343A (zh) 一种采用vlc-plc技术的电缆隧道定位与广播系统
CN205486854U (zh) 一种用于地下停车场智能交通引导的可见光通信系统
Ucar et al. Dimming support for visible light communication in intelligent transportation and traffic system
Cui et al. Study of cooperative diversity scheme based on visible light communication in VANETs
CN103117000B (zh) 一种路况监测装置
CN104008577A (zh) 一种基于可见光通信的路段收费系统
Kaewpukdee et al. Characteristic of Line-of-Sight in Infrastructure-to-Vehicle Visible Light Communication Using MIMO Technique.
CN110995347B (zh) 一种适合于道路交通安全中使用的led可见光通信系统
CN116935698A (zh) 一种基于可见光通信的车辆换道意图交互方法和系统
Islam et al. Introduction of optical camera communication for internet of vehicles (IoV)
CN206501774U (zh) 智能顶灯装置、及含有该智能顶灯装置的出租车辆和系统
CN210016640U (zh) 一种基于多模通信的车路协同rsu设备
CN108923856A (zh) 基于车载可见光通信的发射端led车灯自动控制装置
CN218198086U (zh) 一种点对点光通讯车灯系统
US20230379186A1 (en) Method for transmitting message at high rate by vehicle
Matus et al. Implementation of a low-cost vehicular VLC system and CAN bus interface
Sarkar et al. LiFi-based energy-efficient traffic sensing and controlling system management for smart city application
CN204131800U (zh) 基于可见光通信的智能路灯系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180413