CN108141280B - 基于光的通信中的自适应波特率 - Google Patents

Abstract

公开了基于光的通信（LCom）技术，所述技术用于自适应地调整照明设备的波特率以优化针对预期的接收器设备发送的LCom信号。自适应波特率可以通过包括以下步骤的过程来调整：确定接收器设备的解码参数，该设备包括用于接收LCom信号的相机，和显示器。该过程进一步包括基于解码参数来计算适合于接收器设备的波特率，并且致使波特率在照明设备处被设置。该过程还可以包括以下中的至少一个：验证在接收器设备处的波特率；如果不能调整波特率以满足解码参数的当前配置，则调整接收器设备的解码参数；以及提示用户旋转接收器设备以改善照明设备相对于相机的光栅方向的朝向。

Description

基于光的通信中的自适应波特率

相关申请的交叉参考

本申请是要求于2015年9月30日提交的美国非临时申请号14/870,461的权益的国际申请，其通过引用并入本文。

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）设备通常用于促进地球上的导航。这些GPS设备被设计为与发送地点和时间信息的轨道卫星进行通信。更接近地球表面，可以使用利用射频（RF）信号与附近的兼容设备进行通信的诸如Wi-Fi的局域无线技术来补充这种基于卫星的导航。这些类型的无线技术典型地采用无线接入点（Wi-Fi热点）来建立网络接入，并且在安全无线网络的情况下，通常必须提供密码或其他安全凭证以便获得网络接入。

附图说明

图1是图示了根据本公开的实施例来配置的示例基于光的通信（LCom）系统的框图。

图2A是图示了根据本公开的实施例来配置的支持LCom的照明设备（luminaire）的框图。

图2B是图示了根据本公开的另一实施例来配置的支持LCom的照明设备的框图。

图3图示了根据本公开的实施例的可以由支持LCom的照明设备发送的示例任意LCom信号。

图4图示了根据本公开的实施例来配置的示例计算设备。

图5A图示了根据本公开的实施例的包括支持LCom的照明设备和计算设备的示例LCom系统。

图5B图示了根据本公开的实施例的用于从支持LCom的照明设备发射位置信息的示例方法。

图5C图示了根据本公开的实施例的部署在给定场所中的支持LCom的照明设备的示例图形映射以及指示该场所内的该特定照明设备的地点的对应LCom传输。

图5D图示了根据本公开的实施例的其中计算设备被配置为通过视觉反馈向用户输出指令的示例场景。

图6A和图6B各自图示了照明设备和计算设备之间的示例朝向，以及这如何影响设备光栅线对来自照明设备的LCom消息进行解码的能力。

图7是图示了根据本公开实施例的用于设置LCom通信的波特率的方法的流程图。

图8图示了根据本公开实施例的光栅线中的照明设备长度的测量，所述长度对应于解析照明设备ID的能力。

图9图示了根据本公开一些实施例的不同波特率。

本实施例的这些和其他特征将通过结合本文描述的附图来阅读以下具体实施方式而被更好地理解。附图不打算按比例绘制。在附图中，在不同附图中图示的每个相同或几乎相同的部件可以由相似的数字表示。为了清楚起见，在每张图中并没有标注出每个部件。

具体实施方式

基于光的通信（LCom）一般是指使用用数据编码的脉冲光信号在照明设备和诸如智能手机、平板电脑或其他移动计算设备的光学接收器设备之间的通信。特别地，接收器设备包括能够感测来自照明设备的脉冲光的相机或其他成像电路，并且还可以包括用于处理接收到的光的一个或多个处理器。根据给定的目标应用或最终用途的需要，在LCom中利用的光可以是任何可见光或不可见光的光谱带，并且可以具有任何强度。关于可见光，请注意，脉冲以相对高频（例如，1KHz或更高）完成，并且一般对人眼而言是不可感知的，因此基于光的通信可以与给定的照明方案共存。LCom的一个应用是室内导航，它可以用来补充或以其他方式增强诸如GPS和WiFi定位的其他技术的精度和准确性。例如，LCom可以在零售环境中用于将客户（利用智能手机或其他合适的移动计算设备授权）引导至给定商店内的给定货架上的感兴趣产品。用于室内导航的LCom假定灯具自身知道它的地点。然而，与LCom相关联的一个不小的挑战是创建适用于大多数（如果不是全部）移动计算设备的编码/解码方案。特别地，照明设备的波特率必须与给定的光学接收器设备兼容。为此，在关于诸如相机、操作系统和处理能力的特征的接收器设备平台配置种类繁多的情况下（例如，考虑可从诸如三星和苹果公司的制造商获得各种智能手机），创建通用的或者否则广泛适用的编码/解码方案是一个挑战。总之，任何给定的移动计算设备都应该在同一套照明设备下工作。

因此并且根据实施例公开了技术，其用于自适应地调整给定的照明设备的波特率以优化针对给定的计算设备（有时称为“接收器”设备）发送的LCom光信号。例如，可以通过将给定的接收器设备的解码参数经由诸如蓝牙或WiFi或其他射频信道的无线后向信道，或者甚至经由诸如在给定的支持LCom的设施的入口处（接收设备可以在那里插入并被查询其解码参数）的USB端口的有线信道而提供回照明设备来完成优化。解码参数一般可以包括允许照明设备识别其可以发送LCom信号的波特率的任何信息，所述Lcom信号将可由预期的接收器设备进行解码。例如，这样的解码参数可以是接收器设备的品牌和型号（使得随后可以基于该信息查找或以其他方式推断解码能力），或诸如处理速度、相机/传感器类型、光栅线数量、屏幕分辨率、以及可用于确定合适的波特率的其他信息的更具体的信息。在任何这样的情况下，基于接收器设备的配置（例如，硬件类型、解码能力）以及诸如接收器设备朝向和环境的其他可能因素，接收器设备可以请求不同的波特率以增加LCom消息收发的准确性/可靠性。可以将波特率实时提供给照明设备或由照明设备实时计算。因此，给定的照明设备的波特率可以是动态的并可即时控制，并且因此可适配于任何接收器设备。请注意，适配不仅可以使得基于LCom的通信信道能够被创建，还可以用于例如通过减少延迟时间和提高可靠性来改善现有的基于LCom的通信信道。

可以使用本文所提供的技术的一个应用是基于LCom的室内导航，其依赖于照明设备将它们的地点发送到用户移动计算设备（例如，智能手机、平板电脑或其他能够接收和处理LCom信号的移动计算设备）的。现有的智能手机、平板电脑和其他此类移动计算设备典型地利用全球定位系统（GPS）和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的技术和基于Wi-Fi的技术并不特别适合室内导航。特别地，GPS具有仅几米的精度，而Wi-Fi网络连接的可用性和范围受诸如Wi-Fi热点的布置、网络提供商强加的安全限制以及其他环境因素之类因素的限制。因此，GPS和Wi-Fi的组合可能无法达到用于室内导航的足够精细的精度。如将认识到的那样，本文提供的LCom技术可以用于对这样的导航系统进行补充，但是这些技术也可以单独使用。任何数量的其他应用也可以受益于自适应波特率技术。

如根据本公开将进一步认识到的，用于LCom的波特率类似于用于电子通信的波特率。波特率的定义是与给定的通信系统中的数据传输速度有关的数字。速率一般指示在数据传输内发生的每秒电振荡（或其他故意振荡）的数量。这意味着波特率越高，每秒传输的位就越多。

根据本公开，与优化用于LCom的波特率相关联的许多优点将是显而易见的。例如，在一些实施例中，本文所提供的技术可用于对给定照明设备的波特率进行适配以适应不同的解码硬件（关于过去、现在和将来的接收器设备）。在一些情况下，可以使用这些技术来补偿接收器设备相对于照明设备的朝向和位置，并且保证在一帧（由诸如智能手机相机的接收器设备的相机捕获的帧）内发送LCom数据。即使对于已建立的LCom通信链路，这些技术也可用于在延迟时间和可靠性方面对LCom传输进行优化。在更进一步的实施例中，这些技术可以用于适配于不同制造商制造的支持LCom的照明设备。换句话说，照明设备可以匹配其他照明设备的波特率以用于互操作性，这在目前没有广泛采用的用于定义LCom通信的标准时特别有用。

系统架构

图1是图示了根据本公开的实施例来配置的示例的基于光的通信（LCom）系统10的框图。可以看出，系统10可以包括一个或多个支持LCom的照明设备100，其被配置用于经由（一个或多个）LCom信号来与接收器计算设备200进行基于光的可通信耦合。如本文所讨论的，根据一些实施例，可以经由基于可见光的信号来提供这种LCom。在一些情况下，LCom可以只在一个方向上被提供；例如，LCom数据可以从给定的支持LCom的照明设备100（例如，发送器）被传送到计算设备200（例如，接收器），或者从计算设备200（例如，发送器）传送到给定的支持LCom的照明设备100（例如，接收器）。在一些其他情况下，可以在给定的支持LCom的照明设备100和计算设备200之间以双向方式提供LCom，其中，支持LCom的照明设备100和计算设备200均充当能够进行发送和接收的收发器设备。

在系统10包括多个支持LCom的照明设备100的一些情况下，可以将所有的支持LCom的照明设备100（或其一些子集）配置为彼此可通信耦合以提供照明设备间通信。例如，在一个这样的场景中，可以使用照明设备间通信来通知其他照明设备100当前存在给定的计算设备200以及为该特定设备100选择的波特率。然而，如根据本公开将认识到的，并不需要这样的照明设备间通信。

如在该示例实施例中可以进一步看到的，系统10允许与网络300和一个或多个服务器或其他计算机系统301进行可通信耦合。例如，可以按需在网络300和计算设备200和/或一个或多个支持LCom的照明设备100之间提供可通信耦合。网络300可以是局域无线网络、本地有线网络或者本地有线和无线网络的组合，并且还可以包括对诸如互联网或校园网络的广域网的接入。简言之，网络300可以是任何通信网络。如在本文中将进一步认识到的，在给定的设备200与一个或多个照明设备100之间建立LCom通信链路之前，设备200可以使用网络300将其解码参数提供给照明设备100或计算机系统300，使得合适的波特率可以被识别并且然后被照明设备100采用以发起LCom通信。在其他实施例中，一旦给定的设备200已被计算机系统301识别，就可以由设备200自身或者由计算机系统301经由网络300将适合于给定的设备200的预先计算的波特率提供给照明设备100。

根据一些实施例，计算机系统301可以是能够通过网络300进行通信的诸如基于云的服务器计算机的任何合适的计算系统，并且可以被编程或以其他方式被配置为提供LCom相关服务。例如，LCom相关服务可能是：计算机系统301被配置为例如提供由设备制造商和型号进行索引的当前可用的接收器设备解码参数的储存。这样，只需要知道计算设备的品牌和型号，并且然后可以查找解码参数并将其传送到照明设备100，以使得照明设备100可以计算并采用合适的波特率。在其他实施例中，可以在计算机系统301上查找合适的波特率，并且该波特率然后可以被传送到照明设备100以发起与设备200的LCom通信。根据本公开，许多其他这样的配置将是显而易见的。

图2A是图示了根据本公开的实施例来配置的支持LCom的照明设备100a的框图。图2B是图示了根据本公开的另一实施例来配置的支持LCom的照明设备100b的框图。可以看出，照明设备100a和照明设备100b之间的差别在于控制器150的地点。为了一致性和易于理解本公开，除非单独说明，在下文中可以将支持LCom的照明设备100a和100b统称为支持LCom的照明设备100。还请注意，虽然出于说明的目的将各种模块示出为独特的模块，但是任何数量的模块可以与一个或多个其他模块集成。例如，控制器150可以与驱动器120集成。类似地，可以将（一个或多个）处理器140和存储器130集成在控制器150内。可以使用许多其他配置。

可以看到，根据一些实施例，给定的支持LCom的照明设备100可以包括一个或多个固态光源110。根据给定的目标应用或最终用途的需要，可以定制在给定的支持LCom的照明设备100中使用的固态光源110的数量、密度和布置。给定的固态光源110可以包括一个或多个固态发射器，所述固态发射器可以是广泛范围的半导体光源设备中的任何一种，诸如例如发光二极管（LED）、有机发光二极管（OLED）、聚合物发光二极管（PLED）或这些中的任何组合。根据给定的目标应用或最终用途的需要，给定的固态发射器可以被配置为例如从可见光谱带和/或不限于红外（IR）光谱带和/或紫外（UV）光谱带的电磁频谱的其他部分发射电磁辐射。在一些实施例中，给定的固态发射器可以被配置用于单个相关色温（CCT）的发射（例如，白光发射半导体光源）。在其他实施例中，给定的固态发射器可以被配置用于颜色可调谐发射。例如，在一些情况下，给定的固态发射器可以是被配置用于发射组合的多色（例如，双色、三色等）半导体光源，诸如：（1）红-绿-蓝（RGB）；（2）红-绿-蓝-黄（RGBY）；（3）红-绿-蓝-白（RGBW）；（4）双白色；和/或（5）它们中的任何一个或多个的组合。在一些情况下，给定的固态发射器可以被配置为高亮度光源。在一些实施例中，给定的固态发射器可以配备有前述的示例发射能力中的任何一个或多个的组合。在任何情况下，给定的固态发射器可以根据需要进行封装或不进行封装，并且在一些情况下可以被填充在印刷电路板（PCB）或其他合适的中间体/衬底上。在一些情况下，用于给定的固态发射器的功率和/或控制连接可以根据需要从给定的PCB被路由到驱动器120（在下面依次讨论）和/或其他设备/部件。用于给定的固态光源110的一个或多个固态发射器的其他合适的配置将取决于给定的应用，并且根据本公开将是显而易见的。

给定的固态光源110还可以包括与它的一个或多个固态发射器光学耦合的一个或多个光学器件。根据一些实施例，给定的固态光源110的（一个或多个）光学器件可以被配置为透射由与其光学耦合的（一个或多个）固态发射器发射的光（例如，可见光、UV、IR等）的一个或多个感兴趣的波长。为此，（一个或多个）光学器件可以包括由广泛范围的光学材料中的任何一种形成的光学结构（例如，窗口、透镜、圆顶等），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）这些中任何一个或多个的组合。在一些情况下，给定的固态光源110的（一个或多个）光学器件可由单片（例如，单片式）光学材料形成以提供单个、连续的光学结构。在一些其他情况下，给定的固态光源110的（一个或多个）光学器件可以由多片光学材料形成以提供多片式光学结构。在一些情况下，给定的固态光源110的（一个或多个）光学器件可以包括光学特征，诸如例如：（1）抗反射（AR）涂层；（2）反射器；（3）扩散器；（4）偏振器；（5）亮度增强器；（6）磷光体材料（例如，其将由此接收的光转换为不同波长的光）；和/或（7）这些中任何一个或多个的组合。在一些实施例中，给定的固态光源110的（一个或多个）光学器件可以被配置为例如对从其透射的光进行聚焦和/或准直。给定的固态光源110的（一个或多个）光学器件的其他合适类型、光学透射特性和配置将取决于给定的应用，并且根据本公开将是显而易见的。

根据一些实施例，给定的支持LCom的照明设备100的一个或多个固态光源110可以与驱动器120电子耦合。在一些情况下，驱动器120可以是电子驱动器（例如，单通道；多通道），其例如被配置用于在控制给定的固态光源110的一个或多个固态发射器中使用。例如，在一些实施例中，驱动器120可以被配置为控制给定的固态发射器（或发射器群）的开/关状态、调光水平、发射颜色、相关色温（CCT）和/或颜色饱和度。为此，驱动器120可以利用广泛范围的驱动技术中的任何一种，例如包括：（1）脉宽调制（PWM）调光协议；（2）电流调光协议；（3）交流电三极管（TRIAC）调光协议；（4）恒定电流降低（CCR）调光方案；（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）线路电压（市电）调光协议（例如，在驱动器120的输入之前连接调光器以调整到驱动器120的AC电压）；和/或（8）这些中任何一个或多个的组合。用于驱动器120和照明控制/驱动技术的其他合适配置将取决于给定的应用，并且根据本公开将是显而易见的。

如根据本公开将认识到的，给定的固态光源110还可以包括可用于固态照明中的其他电路/部件或以其他方式与可用于固态照明中的其他电路/部件可操作地耦合。例如，给定的固态光源110（和/或支持LCom的主管照明设备100）可以被配置为主管广泛范围的电子部件中的任何一个或以其他方式与广泛范围的电子部件中的任何一个可操作地耦合，诸如：（1）功率转换电路（例如，将AC信号转换为有期望的电流和电压的DC信号来为给定的固态光源110供电的电镇流器电路）；（2）恒流/恒压驱动器部件；（3）发送器和/或接收器（例如收发器）部件；和/或（4）局部处理部件。根据一些实施例，这种部件在被包括时可以例如安装在一个或多个驱动器120板上。

从图2A-图2B可以进一步看出，给定的支持LCom的照明设备100可以包括存储器130和一个或多个处理器140。存储器130可以是任何合适的类型（例如，RAM和/或ROM，或者其他合适的存储器）和大小，并且在一些情况下可以用易失性存储器、非易失性存储器或其组合来实现。给定的处理器140可以被典型地配置，并且在一些实施例中可以被配置为例如执行与给定的支持LCom的主管照明设备100和其一个或多个应用132（例如，在存储器130内或其他地方）相关联的操作。在一些情况下，存储器130可以被配置为例如用于处理器工作空间（例如，用于一个或多个处理器140）和/或用于在支持LCom的主管照明设备100上临时或永久地存储媒体、程序、应用和/或内容。在一个示例实施例中，存储器130存储指示照明设备被部署在何处的地点信息（为了促进导航，如先前所解释的），并且还可以包括查找表（LUT）或通过计算设备类型来索引波特率的其他存储器设施。表1示出了根据一个这样的实施例的示例查找表。假定A至F中的每一个表示照明设备100可使用的传输波特率。因此，在一些情况下，给定的处理器140可以基于接收到的解码参数来识别照明设备100应当以之进行发送的波特率（这些参数可以被提供给网络300，例如那些参数是诸如主题计算设备200的品牌和型号之类的高级信息还是诸如该设备200的感测能力之类的关于该设备200的低级信息（例如，相机成像速度和分辨率））。

品牌 (↓) 型号(→)

5S

6S

Galaxy S6

Galaxy S5

Moto X

Moto G

苹果公司

A

B

三星

C

D

摩托罗拉

E

F

表1：波特率查找表。

存储在存储器130中的一个或多个应用132可以例如被给定的支持LCom的照明设备100的一个或多个处理器140访问和执行。根据一些实施例，给定的应用或模块132可以用任何合适的标准和/或定制/专有编程语言来实现，诸如例如：（1）C；（2）C ++；（3）objectiveC；（4）JavaScript；和/或（5）任何其他合适的定制或专有指令集。在更一般的意义上，应用或模块132可以是在任何合适的非暂时性机器可读介质上编码的指令，其在由一个或多个处理器140执行时部分或整体地执行给定的支持LCom的照明设备100的功能性。在一个示例实施例中，这些模块132中的至少一个是用于基于从该设备200接收的解码参数来确定给定的计算设备200的波特率的例程。在其他实施例中，至少一个模块132从计算设备200或网络300接收目标波特率。在任何情况下，可以为给定的计算设备200动态地选择波特率，然后照明设备可以使用该波特率来执行LCom通信。

根据一些实施例，给定的支持LCom的照明设备100的一个或多个固态光源110可以被电子地控制，例如以输出光和/或用LCom数据编码的光（例如， LCom信号）。为此，给定的支持LCom的照明设备100可以包括一个或多个控制器150或以其他方式与一个或多个控制器150可通信地耦合。在一些这样的示例实施例中，诸如在图2A中所图示的，控制器150可以被给定的支持LCom的照明设备100主管，并且（例如，经由通信总线/互连）与该支持LCom的照明设备100的一个或多个固态光源110（1-N）可操作地耦合。在该示例的情况下，控制器150可以将数字控制信号输出到固态光源110中的任何一个或多个，并且可以例如基于从给定的本地源（例如，诸如板上存储器130）和/或远程源（例如，诸如控制接口或网络300）接收到的有线和/或无线输入来这样做。结果，根据给定的目标应用或最终用途的需要，给定的支持LCom的照明设备100可以被控制为使得输出任何数量的可以包括光和/或LCom数据（例如，LCom信号）的输出光束（1-N）。然而，本公开不限于此。

例如，在一些其他实施例中，诸如图2B中所图示的，控制器150可以被给定的支持LCom的照明设备100的给定的固态光源110部分或全部地封装或以其他方式主管，并且（例如，经由通信总线/互连）与一个或多个固态光源110可操作地耦合。如果支持LCom的照明设备100包括主管了它们自己的控制器150的多个这样的固态光源110，那么在某种意义上，每个这样的控制器150可以被认为是微控制器，从而为支持LCom的照明设备100提供了分布式控制器150。在一些实施例中，控制器150可以被填充在例如主管固态光源110的一个或多个PCB上。在该示例的情况下，控制器150可以将数字控制信号输出到支持LCom的照明设备100的相关联的固态光源110，并且可以例如基于从给定的本地源（例如，诸如板上存储器130）和/或远程源（例如，诸如控制接口、可选网络300等）接收到的有线和/或无线输入来这样做。结果，根据给定的目标应用或最终用途的需要，支持LCom的照明设备110可以被控制为使得输出任意数量的可以包括光和/或LCom数据（例如，LCom信号）的输出光束（1-N）。

根据一些实施例，给定的控制器150可以主管一个或多个照明控制模块，并且可以被编程或以其他方式被配置为输出一个或多个控制信号，例如以根据期望的波特率来调整给定的固态光源110的（一个或多个）固态发射器的操作。例如，在一些情况下，给定的控制器150可以被配置为输出控制信号以控制给定的固态发射器的光束是开还是关。在一些实例中，给定的控制器150可以被配置为输出控制信号以控制由给定的固态发射器发射的光的强度/亮度（例如，调暗；增亮）。在一些情况下，给定的控制器150可以被配置为输出控制信号以控制由给定的固态发射器发射的光的颜色（例如，混合；调谐）。因此，如果给定的固态光源110包括被配置为发射具有不同波长的光的两个或更多个固态发射器，则控制信号可用于调整不同的固态发射器的相对亮度以便改变由该固态光源110输出的混合颜色。在一些实施例中，控制器150可以被配置为向编码器172输出控制信号（在下面讨论），以促进用于由给定的支持LCom的照明设备100进行传输的LCom数据的编码。在一些实施例中，控制器150可以被配置为向调制器174输出控制信号（在下面讨论），以促进用于由给定的支持LCom的照明设备100进行传输的LCom信号的调制。用于给定的支持LCom的照明设备100的给定的控制器150的其他合适的配置和控制信号输出将取决于给定的应用，并且根据本公开将是显而易见的。

根据一些实施例，给定的支持LCom的照明设备100可以包括编码器172。在一些实施例中，编码器172可以被配置为例如对LCom数据进行编码，来为支持Lcom的主管照明设备100进行的LCom数据的传输做准备。为此，如根据本公开将所显而易见的，编码器172可以配备有任何合适的配置。

根据一些实施例，给定的支持LCom的照明设备100可以包括调制器174。在一些实施例中，调制器174可以被配置为例如对LCom信号进行调制，来为由支持LCom的主管照明设备100进行的LCom信号的传输做准备。在一些实施例中，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），其被配置为例如用于控制给定的固态光源110的一个或多个固态发射器的输出。在一些实施例中，调制器174可以被配置为控制给定的固态发射器（或发射器群）的开/关状态、调光水平、发射颜色、相关色温（CCT）和/或颜色饱和度。为此，如根据本公开将显而易见的，调制器174可以利用广泛范围的驱动技术中的任何一种，例如包括：（1）脉宽调制（PWM）调光协议；（2）电流调光协议；（3）交流电三极管（TRIAC）调光协议；（4）恒定电流降低（CCR）调光方案；（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）线路电压（市电）调光协议（例如，在调制器174的输入之前连接调光器以调整到调制器174的AC电压）；和/或（8）任何其他合适的照明控制/驱动技术。用于调制器174的其他合适的配置和控制/驱动技术将取决于给定的应用，并且根据本公开将是显而易见的。

根据一些实施例，给定的支持LCom的照明设备100可以包括乘法器176。乘法器176可以被典型地配置，并且在一些示例实施例中可以被配置为将从上游调制器174接收的输入与从环境光传感器165接收到的输入进行组合（下面讨论）。在一些实例中，乘法器176可以根据需要被配置为增加和/或减小通过该乘法器的信号的幅度。乘法器176的其他合适配置将取决于给定的应用，并且根据本公开将是显而易见的。根据一些实施例，给定的支持LCom的照明设备100可以包括加法器178。加法器178可以被典型地配置，并且在一些示例实施例中可以被配置为将从上游乘法器178接收的输入与DC电平输入相组合。在一些实例中，加法器178可以根据需要被配置为增加和/或减小通过该加法器的信号的幅度。加法器178的其他合适配置将取决于给定的应用，并且根据本公开将是显而易见的。

根据一些实施例，给定的支持LCom的照明设备100可以包括数模转换器（DAC）180。DAC 180可以被典型地配置，并且在一些示例实施例中可以被配置为将数字控制信号转换成模拟控制信号以施加到支持LCom的主管照明设备100的给定的固态光源110来从那里输出LCom信号。注意，在一些实施例中，DAC 180可以进一步被集成到控制器150中。根据本公开，其他合适的配置将是显而易见的。

根据一些实施例，给定的支持LCom的照明设备100可以包括一个或多个传感器160。在一些实施例中，给定的支持LCom的照明设备100可以可选地包括高度计161。当被包括时，高度计161可以被典型地配置，并且在一些示例实施例中可以被配置为帮助确定支持LCom的主管照明设备100相对于给定的固定水平（例如，地板、墙壁、地面或其他表面）的高度。在一些实施例中，给定的支持LCom的照明设备100可以可选地包括地磁传感器163。当被包括时，地磁传感器163可以被典型地配置，并且在一些示例实施例中可以被配置为确定支持LCom的主管照明设备100相对于地磁极（例如，地磁北极）或其他期望的航向的朝向和/或移动，这可以根据给定的目标应用或最终用途的需要来定制。在一些实施例中，给定的支持LCom的照明设备100可以可选地包括环境光传感器165。当被包括时，环境光传感器165可以被典型地配置，并且在一些示例实施例中可以被配置为检测和测量支持LCom的主管照明设备100的周围环境中的环境光水平。在一些情况下，环境光传感器165可以被配置为例如向支持LCom的照明设备100的乘法器176输出信号。在一些实施例中，给定的支持LCom的照明设备100可以可选地包括陀螺仪传感器167。当被包括时，陀螺仪传感器167可以被典型地配置，并且在一些示例实施例中可以被配置为确定支持LCom的主管照明设备100的朝向（例如，滚动、俯仰和/或偏航）。在一些实施例中，给定的支持LCom的照明设备100可以可选地包括加速度计169。当被包括时，加速度计169可以被典型地配置，并且在一些示例实施例中可以被配置为检测支持LCom的主管照明设备100的运动。在任何情况下，根据给定的目标应用或最终用途的需要，给定的支持LCom的主管照明设备100的给定的传感器160可以包括机械和/或固态部件。此外，应该注意的是，本公开不仅限于这些示例的可选传感器160，而是根据一些其他实施例，可以根据给定的目标应用或最终用途的需要来提供额外和/或不同的传感器160，或者可以视情况不提供传感器160。根据本公开，许多配置将是显而易见的。

根据一些实施例，给定的支持LCom的照明设备100可以包括通信模块170，其可以被配置用于有线（例如，通用串行总线或USB、以太网、火线等）和/或无线（例如，Wi-Fi、蓝牙等）通信。根据一些实施例，通信模块170可以被配置为利用广泛范围的有线和/或无线通信协议中的任何一种进行本地和/或远程通信，包括例如：（1）数字多路复用器（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）这些中任何一个或多个的组合。然而，应该注意的是，本公开在更一般的意义上不限于仅这些示例通信协议，并且根据一些实施例，根据给定的目标应用或最终用途的需要，通信模块170可以使用任何合适的通信协议，有线和/或无线的、标准和/或定制/专有的。在一些实例中，通信模块170可以被配置为促进支持LCom的照明设备100之间的照明设备间通信。另外地或替换地，通信模块170可以被配置以便允许从网络300接收信息，诸如与计算设备200相关联的解码参数，或者预先计算的波特率。如本文所解释的，与计算设备200相关联的解码参数可以被照明设备用来计算适合于该计算设备200的波特率。无论波特率是在照明设备处实时计算得来还是从其他地方接收到，然后都可以使用该波特率来生成由该照明设备100发射的LCom信号。根据给定的目标应用或最终用途的需要，通信模块170可以被配置为使用任何合适的有线和/或无线传输技术（例如，射频或RF传输；红外或IR 光调制等）。通信模块170的其他合适的配置将取决于给定的应用，并且根据本公开将是显而易见的。

如前所指出，根据一些实施例,给定的支持LCom的照明设备100可以被配置为输出光和/或用LCom数据编码的光（例如，LCom信号）。图3图示了根据本公开实施例的可由支持LCom的照明设备100发射的示例的任意LCom信号。如本文可以看出的，支持LCom的照明设备100可以被配置为在给定的时间间隔（t₁-t₀）期间以给定波特率发送给定的LCom信号。在一些情况下，给定的支持LCom的照明设备100可以被配置为重复输出其一个或多个LCom信号。在任何情况下，根据给定的目标应用或最终用途的需要，波特率可以被定制。

图4图示了根据本公开实施例来配置的示例计算设备200。如本文所讨论的，根据一些实施例，可以将计算设备200配置为：（1）检测由发送支持LCom的照明设备100发射的LCom信号的光脉冲；和（2）从检测到的LCom信号中解码LCom数据。为了这些目的，计算设备200可以是广泛范围的计算平台、移动设备或其他方式中的任何一种。例如，根据一些实施例，计算设备200可以部分或整体是：（1）膝上型/笔记本计算机或子笔记本计算机；（2）平板电脑或平板型电脑；（3）移动电话或智能手机；（4）个人数字助理（PDA）；（5）便携式媒体播放器（PMP）；（6）蜂窝手机；（7）手持游戏设备；（8）游戏平台；（9）台式电脑；（10）电视机；（11）可穿戴的或其他身体携带的计算设备，诸如智能手表、智能眼镜或智能头盔；和/或（12）这些中任何一个或多个的组合。用于计算设备200的其他合适的配置将取决于给定的应用，并且根据本公开将是显而易见的。

从图4可以进一步看出，计算设备200可以包括存储器210和一个或多个处理器220。存储器210可以是任何合适的类型（例如，RAM和/或ROM或其他合适的存储器）和大小，并且在一些情况下可以用易失性存储器、非易失性存储器或其组合来实现。计算设备200的给定的处理器220可以被典型地配置，并且在一些实施例中可以被配置为例如（例如，在存储器210内或其他地方）执行与计算设备200及其一个或多个模块相关联的操作。在一些情况下，存储器210可以被配置为例如用于处理器工作空间（例如，用于一个或多个处理器220）和/或用于在计算设备200上临时或永久地存储媒体、程序、应用和/或内容。存储在存储器210中的一个或多个模块（例如，诸如OS 212、UI 214和/或一个或多个应用216）可以例如由计算设备200的一个或多个处理器220访问和执行。正如关于照明设备100的存储器130所解释的，设备200的存储器210可以包括可用于计算或以其他方式设置波特率的信息，无论其是预先计算的波特率本身还是可用于确定适当的波特率的解码参数。如先前关于表1所讨论的，在一些情况下，存储器210包括通过计算设备类型对波特率进行索引的LUT或其他存储设施。如根据本公开将认识到的那样，替换地，存储器210可以包括一个或多个包含解码参数的文件，所述解码参数可被调用或以其他方式被询问以通知波特率的计算过程。

OS 212可以用任何合适的OS、移动或其他方式来实现，诸如例如：（1）来自谷歌公司的Android OS；（2）来自苹果公司的iOS；（3）来自黑莓有限公司的BlackBerry OS；（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）这些中任何一个或多个的组合。如根据本公开将认识到的，OS 212可以被配置为例如帮助在LCom数据流过计算设备200期间对该LCom数据进行处理。用于OS212的其他合适的配置和能力将取决于给定的应用，并且根据本公开将是显而易见的。用户界面（UI）模块214被按照一般所做的那样提供，并且一般允许用户与设备200进行交互（例如，诸如各种智能手机和平板电脑上的基于图形触摸UI）。任何数量的用户界面方案都可以使用。

根据一些实施例，存储器210可能已经在其中存储了（或以其他方式能够访问）一个或多个应用216。在一些实例中，计算设备200可以被配置为例如经由存储在存储器210中的一个或多个应用（例如，诸如室内导航应用）来接收输入。根据一些实施例，给定的应用或模块216可以以任何合适的标准和/或定制/专有编程语言来实现，诸如例如：（1）C；（2）C ++；（3）objective C；（4）JavaScript；和/或（5）任何其他合适的定制或专有指令集。在更一般的意义上，应用或模块216可以是在任何合适的非暂时性机器可读介质上编码的指令，所述指令在由一个或多个处理器220执行时部分或整体地执行给定的计算设备200的功能性。在一个示例实施例中，这些模块216中的至少一个是被编程或以其他方式被配置为将计算设备200的解码参数提供给照明设备100的例程，以使得照明设备100可以确定适合于设备200的波特率。在其他实施例中，至少一个模块216可以被配置为计算目标波特率本身并且直接经由网络300或者间接经由计算机系统301向照明设备100提供该波特率。在任何情况下，可以为给定的计算设备200动态选择波特率，并且然后照明设备可以使用该波特率来执行与该设备200的LCom通信。至少一个模块216可以被进一步配置为接收LCom信号并对这些信号进行解码。另外，至少一个模块216可以被进一步配置为还监视照明设备的任何改变（相对于计算设备200的朝向），并且周期性地更新波特率计算（并且将任何改变传送到照明设备100）。同样地，在一些实施例中，至少一个模块216可以进一步被配置为可选地尝试调整其自己的设置以努力优化解码，以处理照明设备100的控制出于任何原因而不可用的情况。

从图4进一步可以看出，根据一些实施例，计算设备200可以包括显示器230。显示器230可以是任何电子视觉显示器或被配置为在自己处显示或以其他方式生成图像（例如，图像，视频，文本和/或其他可显示内容）的其他设备。在一些实例中，显示器230可以与计算设备200部分或整体地集成，而在一些其他实例中，显示器230可以是独立的部件，其被配置为使用任何合适的有线和/或无线通信方式与计算设备200进行通信。在一些情况下，显示器230可以可选地是触摸屏显示器或其他触敏显示器。为此，显示器230可以利用广泛范围的触摸感测技术中的任何一种，诸如例如：（1）电阻式触摸感测；（2）电容式触摸感测；（3）表面声波（SAW）触摸感测；（4）红外（IR）触摸感测；（5）光学成像触摸感测；和/或（6）这些中任何一个或多个的组合。在更一般的意义上，并且根据一些实施例，可选的触敏显示器230一般可以被配置为检测或以其他方式感测来自用户的手指、触控笔或其他适当的工具在显示器230的给定地点处的直接和/或接近的接触。在一些情况下，可选的触敏显示器230可以被配置为将这种接触转换成电子信号，该电子信号可由计算设备200处理（例如，由其一个或多个处理器220处理）并且可以被操纵或者以其他方式被用于触发给定的GUI动作。在一些情况下，触敏显示器230可以促进用户经由通过这样的显示器230呈现的GUI 214与计算设备200进行交互。根据本公开，用于显示器230的许多合适的配置将是显而易见的。

根据一些实施例，计算设备200可以包括通信模块240，其可以被配置用于按需要使用任何合适的有线和/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、火线等）和/或无线（例如，Wi-Fi、蓝牙等）通信。根据一些实施例，通信模块240可以被配置为使用广泛范围的有线和/或无线通信协议中的任何一种进行本地和/或远程通信，包括例如：（1）数字多路复用器（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）基于互联网的通信协议；（10）基于卫星的通信协议；和/或（11）这些中任何一个或多个的组合。然而，应该注意的是，本公开在更一般意义上的不限于仅这些示例通信协议，并且根据一些实施例，根据给定的目标应用或最终用途的需要，通信模块240可以使用任何合适的通信协议，有线和/或无线，标准和/或定制/专有的。在一些实例中，通信模块240可以被配置为经由网络300与一个或多个支持LCom的照明设备100进行通信。用于通信模块240的许多合适的配置将取决于给定的应用，并且根据本公开将是显而易见的。

另外，从图4可以看出，根据一些实施例，计算设备200可以包括一个或多个图像捕获设备250，诸如前置图像捕获设备252和/或后置图像捕获设备254。为了一致性和便于理解本公开，在下文中，除了单独提及的情况，前置图像捕获设备252和后置图像捕获设备254可以被统称为图像捕获设备250。给定的图像捕获设备250可以是被配置为捕获数字图像的任何设备，诸如静态相机（例如，被配置为捕获静态照片的相机）或视频相机（例如，被配置为捕获包括多个帧的移动图像的相机）。在一些情况下，给定的图像捕获设备250可以包括典型的部件，诸如例如光学组件、图像传感器和/或图像/视频编码器，并且可以部分地或整体地与计算设备200集成。给定的图像捕获设备250可以被配置为使用例如可见光谱和/或不限于红外（IR）光谱、紫外（UV）光谱等的电磁光谱的其他部分中的光来进行操作。在一些实例中，给定的图像捕获设备250可以被配置为连续地采集成像数据。如本文所述，计算设备200的给定的图像捕获设备250可以根据一些实施例被配置为检测支持LCom的发送照明设备100的光和/或LCom信号输出。在一些实例中，给定的图像捕获设备250可以例如是如典型地在智能手机或其他移动计算设备中找到的相机。用于计算设备200的给定的图像捕获设备250（例如，前置图像捕获设备252；后置图像捕获设备254）的许多其他合适的配置将取决于给定的应用，并且根据本公开将是显而易见的。

根据一些实施例，计算设备200可以包括一个或多个传感器260。在一些实施例中，计算设备200可以可选地包括地磁传感器263。当被包括时，地磁传感器263可以被典型地配置，并且在一些示例实施例可以被配置为确定主管计算设备200相对于地磁极（例如，地磁北极）或其他期望航向的朝向和/或移动，这可以根据给定的目标应用或最终用途的需要来定制。在一些实施例中，计算设备200可以可选地包括环境光传感器265。当被包括时，环境光传感器265可以被典型地配置，并且在一些示例实施例中可以被配置为检测和测量主管计算设备200的周围环境的环境光水平。在一些实施例中，计算设备200可以可选地包括陀螺仪传感器267。当被包括时，陀螺仪传感器267可以被典型地配置，并且在一些示例实施例中可以被配置为确定主管计算设备200的朝向（例如，滚动，俯仰和/或偏航）。在一些实施例中，计算设备200可以可选地包括加速度计269。当被包括时，加速度计269可以被典型地配置，并且在一些示例实施例中可以被配置为检测主管计算设备200的运动。在任何情况下，根据给定的目标应用或最终用途的需要，给定的主管计算设备200的给定的传感器260可以包括机械和/或固态部件。而且，应该注意的是，本公开不仅限于这些示例的可选传感器260，而是根据一些其他实施例，可以根据给定目标应用或最终用途的需要来提供额外和/或不同的传感器260。根据本公开，用于设备200的许多传感器配置将是显而易见的。

根据一些实施例，计算设备200可以包括或以其他方式与一个或多个控制器270可通信地耦合。给定的控制器270可以被配置为输出一个或多个控制信号以控制计算设备200的各种部件/模块中的任何一个或多个，并且可以例如基于从给定的本地源（例如，诸如板上存储器210）和/或远程源（例如，诸如控制界面、可选网络300等）接收的有线和/或无线输入这样做。根据一些实施例，给定的控制器270可以主管一个或多个控制模块，并且可以被编程或以其他方式被配置为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，在一些情况下，给定的控制器270可以被配置为输出控制信号以控制给定的图像捕获设备250的操作，和/或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的给定的控制器270的许多其他配置和控制信号输出将取决于给定的应用，并且根据本公开将是显而易见的。

从图4进一步可以看出，根据一些实施例，计算设备200可以包括音频输出设备280。根据一些实施例，音频输出设备280可以例如是扬声器或能够从音频数据信号产生声音的任何其他设备。音频输出设备280可以被配置为例如再现其主管计算设备200本地的声音，和/或再现由其主管计算设备200接收的声音。在一些实例中，音频输出设备280可以部分地或整体地与计算设备200集成，而在一些其他实例中，音频输出设备280可以是被配置为根据需要使用任何合适的有线和/或无线通信手段与计算设备200通信的独立部件。用于音频输出设备280的许多其他合适的类型和配置将取决于给定的应用，并且根据本公开将是显而易见的。

网络300可以是任何合适的公共和/或专用通信网络。例如，在一些情况下，网络300可以是可操作地耦合到诸如互联网之类的广域网（WAN）的专用局域网（LAN）。在一些情况下，网络300可以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。在一些情况下，网络300可以包括无线局域网（WLAN）（例如，Wi-Fi无线数据通信技术）。在一些实例中，网络300可以包括蓝牙无线数据通信技术。在一些情况下，网络300可以包括诸如服务器和服务提供商（例如，计算机系统301）的支持基础设施和/或功能，但是这样的特征对于经由网络300执行通信来说不是必需的。在一些实例中，计算设备200可以被配置为例如与网络300和一个或多个支持LCom的照明设备100进行可通信耦合。在一些情况下，计算设备200可以例如被配置为从网络300接收数据，这用于对由计算设备200从给定的支持LCom的照明设备100接收的LCom数据的补充。在一些实例中，计算设备200可以被配置为从网络300接收数据（例如，诸如与给定的支持LCom的照明设备100有关的位置、ID、波特率和/或其他数据），所述数据有助于经由一个或多个支持LCom的照明设备100进行的室内导航。如本文中不同地提供的，在一些情况下，网络300可以包括或以其他方式访问一个或多个数据查找表，数据查找表可以由与该网络可通信地耦合的计算设备200访问，以便确定适当的波特率。根据本公开，网络300的许多配置将是显而易见的。

如前所指出的，存在与通过光来调制数据并将其发送到用于LCom的空间相关联的许多不小的挑战。例如，为了防止或以其他方式最小化光输出中的视觉伪影和其他可感知的变化，可以期望使LCom光源以足够高的速度发送。然而，给定的接收器设备对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。目前可用的智能手机相机通常具有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。因此，目前还没有已知的方式来有效地利用现有的智能手机相机硬件来获得通过光调制的数据而不会：（1）造成被发送的光输出的改变，这对于用户和任何旁观者是可感知的；或者（2）将昂贵的专用接收器硬件添加到接收器设备。

因此，并且根据一些实施例，公开了用于以允许经由图像捕获设备250对LCom数据进行检测的方式来编码LCom数据的技术，图像捕获设备250诸如例如是具有30 FPS帧速率的标准低速智能手机相机。在一些情况下，所公开的技术可用于例如以如下方式对LCom数据进行编码和解码：（1）防止或以其他方式最小化由支持LCom的发送照明设备100输出的光的可感知闪烁；和/或（2）避免或以其他方式减少对计算设备200处的额外的专有接收器硬件的需求。在一些情况下，所公开的技术可用于例如增强支持LCom的发送照明设备100和接收计算设备200之间的波特率。例如，如果图像捕获设备250是被配置为以VGA分辨率（640×480像素）和30 FPS来捕获图像的典型的智能手机前置相机，并且如果使用标准RGB颜色配置文件，那么由该图像捕获设备250捕获的每帧是大约900KB的图像数据（640像素×480像素×3种颜色）。因此，根据示例实施例，以30 FPS的帧速率，该图像捕获设备250可以每秒捕获约27 MB的原始图像数据。在其他实施例中，图像捕获设备250的分辨率可以不同（例如，1334×750像素，或其他标准帧分辨率，包括高清晰分辨率）。

图5A图示了根据本公开实施例的包括支持LCom的照明设备和计算设备的示例LCom系统。可以看出，该示例场景包括两个照明设备100，每个照明设备100与计算设备200通信，该计算设备正好是运行基于LCom的导航应用的智能手机。导航应用可以例如是存储在存储器210中并由（一个或多个）处理器220执行的应用216中的一个。如可以进一步看到的，正在被传递的LCom信号包括数据500，该数据一般包括可用于导航的位置信息。例如，如果用户正从具有已知地点的特定照明设备100接收光，则导航应用“知道”用户在哪里并且可以继续沿着目标路径对用户进行引导。

由照明设备100发送的位置信息500可以以任何数量的形式出现。例如，在一些实施例中，照明设备位置可以作为相对位置（例如，相对于另一照明设备100或具有已知位置的某个其他对象），和/或作为绝对位置（例如，基于网格的地图的x-y坐标）进行传递。在其他实施例中，照明设备位置可作为环境ID被传递，其中，所发送的ID转换为正被导航的给定环境地图上的特定地点。在一些这样的示例中，例如，照明设备可能使用双音多频（DTMF）编码，这意味着它连续发送两个独特的频率。

图5C示出了示例的基于DTMF的ID系统可能是如何工作的。可以看出，给定的环境271是正在被导航的区域并且具有多个支持LCom的照明设备101。例如，举几个示例来说，环境271可以例如是超市或零售商店、或购物中心、或停车场、或大型办公空间。环境271被有效地划分为物理地点的网格，每个地点与至少一个照明设备100相关联。可以进一步看出，每个照明设备100与其可以定期进行发送的两个独特的频率相关联。因此，这两个独特的频率可用于将该特指照明设备的地点关联到环境内的特定地点。例如，如果用户正从照明设备＃1接收光（该照明设备#1在这个示例实施例中发送697 Hz和1209 Hz），则导航应用“知道”用户处于环境271的西北角；类似地，如果用户正从照明设备＃12接收光（该照明设备#12在这个示例实施例中发送941 Hz和1477 Hz），则导航应用“知道”用户处于该环境的东南角；诸如此类。因此，在一个示例场景中，假定环境271是销售某种商品的商店，则每个地点都可以与特定产品或产品范围相关联。因此，根据一些实施例，用户可以通过导航应用被领到给定的产品地点。请注意，整个基于频率的网格可以缩放到更高或更低的频率，并且仍如此处描述的那样操作以唯一地识别单个照明设备100的地点。

图5B图示了根据本公开实施例的用于从支持LCom的照明设备发射位置信息的示例方法。可以看出，该方法包括通过照明设备的至少一个固态光源发射501光输出。该方法进一步包括调制503光输出以发射LCom信号，LCom信号包括含有指示至少一个光源的物理地点的位置信息的数据。如前所述，该位置信息可以借助相对或绝对的位置信息直接地指示特指照明设备的地点，或者通过转换成正被导航的给定环境地图上的特定地点的环境ID间接地指示特指照明设备的地点。根据本公开，使用在将被导航的给定区域内具有已知地点的照明设备的许多变化将是显而易见的。

图5D图示了根据本公开实施例的示例场景，其中，计算设备200从照明设备100接收LCom信号并且被配置为通过视觉反馈向用户输出导航指令。注意，如何通过相机252对正在被导航的物理空间中的实际照明设备100进行成像，并且将所得到的该照明设备100的图像提供在设备200的显示器230上。基于从该照明设备100接收LCom信号（所述LCom信号指示该照明设备100的位置），导航应用继续用视觉提示（在该示例情况下为箭头）来引导用户。随着用户沿着走廊前进，由设备200类似地成像和处理的每个随后的照明设备100允许导航指导继续，直到用户到达与用户的预期目的地相关联的照明设备。

图6A和图6B示出了用户在两个不同朝向上持有计算设备200。该示例中的计算设备200是智能手机，但也可以是任何其他合适的计算设备。可以看出，设备200包括当前正在对上述照明设备100进行成像的前置图像捕获设备252，并且所得到的图像被显示在显示器230上。如可以进一步看到的那样，两个照明设备正在被成像。在图6A中，用户正持着计算设备200，其中，照明设备100垂直于光栅线（并因此平行于光栅方向）。对于这种情况，正在被成像的照明设备100跨越最大数量的光栅线。假设，例如相机帧具有与光栅方向垂直的750条光栅线。因此，在该朝向上用设备200成像的照明设备将跨越相对大量的光栅线的最大值（例如，350条光栅线或更多）。然而，在图6B的示例中，照明设备100平行于光栅线（并因此垂直于光栅方向）。因此，每个被成像的照明设备100仅有效地跨越一小部分光栅线，或者相对于当设备200处于图6A中所示的相反朝向时以其他方式跨越更少的光栅线。尽管在一些情况下，用户可以被引导将设备100定向为更像图6A中所示的朝向（以提高设备200接收和处理来自照明设备100的LCom消息的能力），但是其他实施例可以通过具有不需要设备200的用户的任何努力/手动干预的优点的可变波特率来解决该光栅问题。

如前所提及，市场上有大量的不同计算设备。理想情况下，所有这些设备都能够解码LCom信号。然而，考虑到所有的变化，这可能在物理上是不可能的。例如，电话“A”可能以每100毫秒1,000条光栅线来读取光栅线，而电话“B”可能每10毫秒读取1,000条光栅线。因此，有效采样频率分别为10 kHz和100 kHz。就发送侧而言，为了该示例场景的目的假设了DTMF编码方案，例如以使得其中一个频率是20 kHz。根据奈奎斯特频率规则，以10 kHz进行采样的相机'A'没有高到足以在没有大量混叠的情况下解码发送频率。为了解决这个问题，支持LCom的发送照明设备可以使用较慢的频率。同样，如果智能手机在只有20条光栅线覆盖照明设备的情况下被旋转（如图6B中所示），则采样周期将大大缩短。因此，为什么Lcom发送器的波特率对于给定的接收器设备可能不是最佳的原因有很多，诸如：相机更快或更慢的采样率；栅格线相对于照明设备朝向的朝向不佳；相机无法同时解析多个高频传输；以及给定的LCom消息跨越多个帧，其中，将多帧消息拼接回一起很难并且潜在地不可靠。

方法学

图7是图示了根据本公开实施例的用于设置针对LCom通信的波特率的方法的流程图。该方法可以例如通过在接收设备200上执行的应用来执行，所述应用诸如存储在存储器210中并且可由一个或多个处理器220执行的应用216之一。在其他实施例中，该方法的一些部分可以例如在别处被执行，诸如在照明设备100处和/或在远程计算机系统300处被执行。在任何这种情况下，可以为给定的接收设备200选择波特率，并且然后该波特率可以由该设备200正在成像的（一个或多个）照明设备100使用。例如，给定的系统可能包括商店中全部都通过基于LCom的信令发送其ID的1000个照明设备。在商店的任何一个地方，有智能手机或其他接收器设备的用户在一个相机帧中只能看到一到三个照明设备。随着用户移动，照明设备的数量和大小在每个相机帧中变化。根据本公开的示例实施例，智能手机被配置为以使得对所发送的ID进行解码是可靠的方式设置发送照明设备的波特率。

可以看出，该方法包括确定701移动计算的各种解码参数。这可以以各种方式完成。例如，大多数操作系统允许从设备200的本地存储器调用或以其他方式查询其包括相机和其他传感器的各种部件的硬件配置文件，使得该部件的固定解码参数是已知的。一个示例是在iOS操作系统上运行的导航应用，其指示硬件是具有以1/60秒的快门速度运行的4MP相机的iPhone 6。其他固定参数包括帧分辨率和光栅线定时，诸如1334 x 750像素和16条重叠的光栅线。作为比较，Galaxy S5 Android手机有以1/30秒快门速度运行的8 MP相机。在其他实施例中，可以用当前可用的计算设备的相关参数来（离线）填充解码参数数据库，并且可以查询该数据库以获得与给定的计算设备相关联的解码参数（基于品牌和型号）。替换地，可以询问给定的设备200的用户以手动输入各种感兴趣的解码参数（例如，像素、快门速度、帧分辨率、重叠光栅线的数量和处理器速度）。

一旦掌握了解码参数，该方法继续计算703适合于给定的计算设备的波特率。如将认识到的，通过使用接收设备200规范，最佳波特率可以被计算，以允许设备200以该帧的某个期望百分比（诸如40％到50％或更多）来接收LCom信号。更详细地说，假定接收设备200具有以1/60秒的快门速度运行的4MP相机，以及1334×750像素的帧分辨率以及16条重叠的光栅线的光栅线定时。因此，有效采样率可以被计算如下：每1/60秒750条光栅线= 45k条光栅线/秒。现在，进一步假定期望每位有10条光栅线，这意味着最初波特率应该是4.5 kHz（=45k/10）。

在计算出波特率的情况下，该方法继续设置705照明设备处的波特率。继续上面的示例的情况，设置波特率意味着将照明设备波特率设置为4.5 KHz或bps（位/秒）。因此，例如，该波特率可以通过控制光源110的开关状态的控制器150来实现。在同一区域中有多个智能设备的情况下，根据一些实施例，可以针对最低公共分母（即，具有最低波特率的设备200）来设置波特率。然后，照明设备可以开始以该波特率发送LCom信号。对于在705处的波特率确定是在照明设备外部进行的实施例而言，该方法可以包括例如通过诸如蓝牙或WiFi（诸如经由网络300）的反向信道将波特率传送到照明设备。

该方法继续测量707并且验证接收设备200处的波特率。在一些这样的实施例中，这可以通过测量以光栅线为单位的照明设备长度来完成。更详细地说，并且继续上面的示例，其中LCom消息是32位长，并且每位有10条光栅线，这意味着至少需要320条光栅线才能在单个750光栅线帧中的任何一次“看到”整个消息。进一步假定1/60秒的快门速度，从而每秒提供45k条光栅线。考虑到这些参数，注意计算设备200的相机帧数据可用于测量以光栅线为单位的照明设备100的长度。如果整个照明设备100在给定帧内覆盖超过320条光栅线，则遵循在该给定帧内也可以看到整个LCom消息（其覆盖320条光栅线）。作为推论，如果整个照明设备100在给定帧内覆盖少于320条光栅线，则进一步遵循在该单帧内不能全部接收或“看到”整个LCom消息（需要320条光栅线）。

例如，在图8中所示的示例场景中，T指的是构成设备200的一个相机帧的光栅线的总数（在示例情况下，假设T等于750条光栅线），而L指的是在当前显示的相机帧中正被成像的照明设备100的长度（以光栅线为单位）（在此示例中，假定L等于400条光栅线）。因此，由被成像的照明设备100正广播的LCom消息可以在单个相机帧中被捕获。然而，如果被成像的照明设备100小于320条光栅线，则正由被成像的照明设备100广播的LCom消息对于该波特率来说将不完整。因此，在这种情况下，波特率可能会增加，这会牺牲分辨率来获取通过照明设备扩散的整个消息或ID。因此，例如，每位10条光栅线可以被改变为每位5条光栅线，从而使波特率从4.5 Kbps加倍到9 Kbps。图9示出了不同波特率的图像，包括在给定时间段内显示四条消息的相对较快的波特率，以及在同一给定时间段内显示两条消息的相对较慢的波特率。因此，快速波特率是慢速波特率的两倍。由于更快的波特率压缩更及时，所以它可以用更少的光栅线成像。

如果需要，该方法继续调整709接收设备参数。在照明设备被某个其他设备控制或者波特率不可设置的情况下，接收设备本身可以尝试通过改变其自身例如关于快门速度和/或帧速率的定时来适应。为了找到当前的波特率，接收器可以观察位速率周期和消息长度。请注意，在这种情况下，不需要反向信道将波特率传送到照明设备。在一些实施例中，请注意，接收设备可以基于环境条件请求波特率的改变。例如，如果给定的接收设备包括相机和光传感器，则可以感测环境光条件，并且可以将该信息反馈给照明设备以调整波特率来改善信噪比。例如，在环境光线较强的情况下，最佳波特率可能较小以保持期望的信噪比。然而，环境光可能是不同的波形（和波长），诸如IR。因此，可以测量环境光的幅度和波长以对其进行评估。

该方法继续在711处确定正由照明设备发送的ID是否能以给定波特率进行解码。如果不能，那么该过程可以重复回到703以努力确定更好的波特率。另一方面，如果正由照明设备发送的ID能以给定波特率进行解码，则该方法继续对LCom分组进行解码713。

该方法可以进一步包括监视715照明设备在帧中的改变。例如，在一些实施例中，可以监视照明设备在相机帧中的外观，并且可以基于该信息来调整波特率。在一个这样的实施例中，接收设备200基于照明设备100在相机帧中的可视化而周期性地（例如，每3-30帧）重新计算最佳波特率。在一些情况下，接收设备200可以可选地尝试调整其自己的设置以优化解码或者处理照明设备控制由于任何原因而不可用的情况。在其他场景中，可能会出现照明设备所需波特率太快的情况。这样的一个示例就是照明设备只填满屏幕的一小部分。例如如图6A中所示，对于线性光来说，这可能正好意味着用户应该旋转接收设备200以更好地对齐垂直于照明设备长维度的光栅线。在这种情况下，例如可以提示用户相应地旋转接收设备。在其他的示例实施例中，如果所需的波特率不可用，则可以警告用户（例如，生成警告消息并向接收设备200的显示屏发送）。

因此，在根据需要在该方法学中进行迭代之后，波特率可以被设置以用于可靠的解码，而不管发送照明设备100和接收设备200的任何初始失配。如将认识到的，该方法学既允许调整发送器侧的波特率，并且还允许使用接收设备200的内部调整来改变有效波特率。举一些示例，这些内部调整可以包括对诸如相机快门速度、相机分辨率、相机帧速率、相机快门模式和信号增益（ISO）的参数的改变。例如，在视频模式下对天花板进行成像的给定的接收器设备200的相机可能最初使用低ISO、固定帧速率/快门速度和视频分辨率。如果可能的话，可以将设备200从视频模式切换到拍照模式（用户手动切换或通过基于LCom的导航应用216自动切换），以使用比1/30秒更慢的快门速度。由于现在采样率较慢，这有效地增加了波特率。为了对由于较慢的快门速度而增加的光线进行补偿，可以降低ISO。本示例突出显示了两种类型的相机参数，包括：直接定时参数和光补偿参数，所述光补偿参数不直接影响定时，而是会对定时参数进行补偿以获得适当的亮度。定时参数包括：快门速度、帧率、分辨率和快门模式。补偿参数包括：ISO、光圈和滤镜。取决于相机组成约束条件和基于LCom的应用216的要求，从接收设备200的角度可以调整定时参数以有效地改变波特率，同时补偿参数将光水平调整回最佳信号水平。因此，对波特率的调整不会影响图像的清晰度。

根据本公开，许多实施例将是显而易见的。一个示例实施例提供了一种用于设置针对基于光的通信（LCom）的波特率的方法。该方法包括：确定接收设备的解码参数，所述接收设备包括用于接收LCom信号的相机，和显示器；基于解码参数来计算适合于接收设备的波特率；以及致使波特率在支持LCom的照明设备处被设置。在一些情况下，至少部分地在接收设备上执行该方法。在一些情况下，接收设备是移动计算设备。在这种情况下，接收设备是智能手机或平板电脑。在一些情况下，解码参数包括相机的快门速度、相机的帧分辨率、以及照明设备相对于相机的光栅方向的朝向中的至少一个。在一些情况下，确定接收设备的解码参数包括以下中的至少一个：查询已知接收设备的数据库以识别相关解码参数；以及访问接收设备的本地储存器以识别相关解码参数。在一些情况下，致使波特率在支持LCom的照明设备处被设置包括经由射频无线通信信道将波特率传送到照明设备。在一些情况下，该方法还包括测量和验证接收设备处的波特率。在一些情况下，该方法还包括：如果不能调整波特率以满足解码参数的当前配置，则调整接收设备的解码参数。在一些情况下，该方法还包括：确定正由照明设备发送的ID是否可以以该波特率进行解码；并且响应于该ID能以给定波特率进行解码，继续以该波特率对LCom信号进行解码；并且响应于该ID不能以给定波特率进行解码，计算不同的波特率。在一些情况下，该方法还包括：监视照明设备在帧中的改变；以及提示用户旋转接收设备以改善照明设备相对于相机的光栅方向的朝向。另一实施例提供了一种用指令编码的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由一个或多个处理器执行时致使执行用于设置针对基于光的通信（LCom）的波特率的过程，所述过程包括在本段中被不同地描述的方法学。例如，非暂时性计算机可读介质可以包括例如一个或多个机器可读介质，诸如硬盘、ROM、固态驱动器、拇指驱动器、嵌入式控制器存储器、压缩盘、服务器计算机或其他可以由一个或多个处理器访问以便可以执行其上的指令以执行该过程的非暂时性介质。注意，在计算机可读介质上这样编码的过程不需要被执行，并且在一些这样的实施例中可以保持未被执行。

为了说明和描述的目的已经呈现了示例实施例的前述描述。这并不是穷尽性的，也不是要将本公开限制为所公开的确切形式。根据本公开，许多修改和变化是可能的。意图是：本公开的范围不受该具体实施方式的限制，而是由所附权利要求限制。要求本申请优选权的未来提交的申请可以以不同的方式要求保护所公开的主题，并且一般可以包括如本文不同地公开或以其他方式演示的任何一个或多个限制的集合。

Claims (18)

1.一种用于设置针对在接收设备和支持基于光的通信的照明设备之间的基于光的通信的波特率的方法，所述方法包括：

确定接收设备的解码参数，所述接收设备包括用于接收基于光的通信信号的相机，其中所述解码参数包括所述相机的快门速度、所述相机的帧分辨率、以及所述照明设备相对于所述相机的光栅方向的朝向中的至少一个；

基于所述解码参数来计算适合所述接收设备的波特率；和

致使所述波特率在支持基于光的通信的照明设备处被设置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，至少部分地在所述接收设备上执行所述方法。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收设备是移动计算设备。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述接收设备是智能手机或平板电脑。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定接收设备的解码参数包括以下中的至少一个：查询已知接收设备的数据库以识别相关解码参数；以及访问所述接收设备的本地储存器以识别相关解码参数。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，致使所述波特率在支持基于光的通信的照明设备处被设置包括经由射频无线通信信道将所述波特率传送到所述照明设备。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：测量并验证在所述接收设备处的波特率。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：如果不能调整波特率以满足解码参数的当前配置，则调整所述接收设备的解码参数。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

确定是否能以所述波特率对正由所述照明设备发送的ID进行解码；和

响应于能以所述波特率对所述ID进行解码，继续以所述波特率解码基于光的通信信号；以及

响应于不能以所述波特率对所述ID进行解码，计算不同的波特率。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：

监视照明设备在帧中的改变；和

提示用户旋转所述接收设备以改善所述照明设备相对于所述相机的光栅方向的朝向。

11.一种用指令编码的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由一个或多个处理器执行时致使执行用于设置针对在接收设备和支持基于光的通信的照明设备之间的基于光的通信的波特率的过程，所述过程包括：

确定接收设备的解码参数，所述接收设备包括用于接收基于光的通信信号的相机，其中所述解码参数包括所述相机的快门速度、所述相机的帧分辨率、以及所述照明设备相对于所述相机的光栅方向的朝向中的至少一个；

基于所述解码参数来计算适合于所述接收设备的波特率；和

致使所述波特率在支持基于光的通信的照明设备处被设置。

12.根据权利要求11所述的计算机可读介质，其中，至少部分地在所述接收设备上执行所述过程，并且将所述计算机可读介质和一个或多个处理器包括在所述接收设备中，所述接收设备是移动计算设备。

13.根据权利要求11所述的计算机可读介质，其中，确定接收设备的解码参数包括以下中的至少一个：查询已知接收设备的数据库以识别相关解码参数；以及访问所述接收设备的本地储存器以识别相关解码参数。

14.根据权利要求11所述的计算机可读介质，其中，致使所述波特率在支持基于光的通信的照明设备处被设置包括经由射频无线通信信道将所述波特率传送到所述照明设备。

15.根据权利要求11所述的计算机可读介质，所述过程还包括：测量并验证在所述接收设备处的波特率。

16.根据权利要求11所述的计算机可读介质，所述过程还包括：如果不能调整波特率以满足解码参数的当前配置，则调整所述接收设备的解码参数。

17.根据权利要求11所述的计算机可读介质，所述过程还包括：

确定是否能以所述波特率对正由所述照明设备发送的ID进行解码；和

响应于能以所述波特率对所述ID进行解码，继续以所述波特率解码基于光的通信信号；以及

响应于不能以所述波特率对所述ID进行解码，计算不同的波特率。

18.根据权利要求11所述的计算机可读介质，还包括：

监视照明设备在帧中的改变；和

提示用户旋转所述接收设备以改善所述照明设备相对于相机的光栅方向的朝向。

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