CN110088771A - 检测嵌入在可见光中的信号 - Google Patents
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Abstract
多个灯具被沿着直线或依照一维或二维轮廓连续安装在平面中,但是在每个相邻对之间具有可见边缘。不同信号被嵌入到由每个灯具发射的可见光照中,图像处理模块可以从由相机捕获的一个或多个图像中检测该不同信号。角度依赖的掩具被布置成至少覆盖相邻灯具之间的边缘,使得当穿过掩具从环境观看时,边缘的外观作为观看角度的函数而变化,在观看角度的更大数值处变得不那么可见(观看角度是对应观看方向和平面、线或轮廓的法线之间的角度)。图像处理模块基于边缘当从小于观看角度预定数值捕获时是可见的来在不同信号之间作区分。
Description
技术领域
本公开涉及信号在可见光中的嵌入,并且涉及使用相机对这种信号的检测。
背景技术
可见光通信(VLC)指的是借助于嵌入在可见光中的信号(有时也被称为编码光)的信息通信。信息通过根据任何合适的调制技术调制可见光的性质来被嵌入。例如,根据编码光方案的一个示例,调制来自多个光源中的每一个的可见光的强度,以形成具有某个调制频率的载波波形,其中调制频率针对光源中的给定光源是固定的,但是针对光源中的不同光源是不同的,使得调制频率充当每个光源的相应标识(ID)。在更复杂的方案中,可以调制载波波形的性质,以便将数据的符号嵌入在由给定光源发射的光中,例如,通过调制载波波形的振幅、频率、相位或形状,以便代表数据的符号。在又另外的可能性中,可以使用基带调制——即不存在载波,而是将符号作为所发射的光的亮度中的变化的模式调制到光中。这可以被直接(强度调制)或间接(例如,通过调制标记:PWM调光波形的占空比,或者通过调制脉冲位置)地完成。
当前在照明领域中对LED技术的采用已经带来了对使用编码光来将信号嵌入到由灯具发射的光照(例如,房间照明)中从而允许来自灯具的光照兼作信息载波的增加的兴趣。优选地,在使人类视觉无法感知的足够高的频率和足够低的调制深度下(或者至少使得任何可见时间光伪影(例如闪烁和/或频闪效果)是弱到足以是人类可以忍受的)执行调制。
基于调制,可以使用光电探测器来检测编码光中的信息。这可以是专用光电管,或者可以是包括光电管(像素)阵列和用于在阵列上形成图像的透镜的相机。例如,相机可以是移动用户装置(诸如智能电话或平板电脑)的通用相机。在使用全局快门相机或者卷帘快门相机(例如,卷帘快门读出对于在诸如智能电话和平板电脑的移动装置中发现的移动CMOS图像传感器是典型的)的情况下,基于相机的编码光的检测是可能的。在全局快门相机中,同时捕获完整像素阵列(完整帧),并且因此全局快门相机每帧只捕获来自给定灯具的光的一个时间样本。在另一方面的卷帘快门相机中,帧被划分成线(典型地水平的行),并且帧以时间顺序被逐行曝光,顺序中的每一行在稍晚于上一行的时间被曝光。因此,卷帘快门读出导致快速时间光调制转变成传感器的行读出方向上的空间图案,从该空间图案可以对编码信号进行解码。因此,虽然卷帘快门相机一般是更便宜的种类,并且针对诸如摄影的目的而言通常被认为是更劣势的,但是针对检测编码光的目的而言,它们具有每帧捕获更多时间样本的优势,并且因此针对给定帧速率具有更高的样本速率。尽管如此,只要样本速率与调制频率或数据速率相比是足够高的(即,高到足以检测对信息进行编码的调制),就可以使用全局快门或者卷帘快门相机来实现编码光检测。
编码光具有许多可能的应用。例如,不同的相应ID可以被嵌入在由给定环境中的灯具(例如给定建筑物中的灯具)中的每一个发射的光照中,使得每个ID至少在所讨论的环境内是独特的。例如,独特的ID可以采取独特的调制频率或符号的独特顺序的形式。这然后可以使多种应用中的任何一个或多个成为可能。例如,如果用于远程控制灯具的移动装置被装配有诸如相机的光传感器,那么用户可以引导传感器朝向特定灯具或者灯具的子组,使得移动装置可以从由传感器捕获的所发射的光照中检测(多个)相应ID,并且然后使用所检测的(多个)ID来识别对应的一个或多个灯具以便控制它们。这为用户提供了识别他或她希望控制哪个或哪些灯具的用户友好的方式。例如,移动装置可以采取运行照明控制app的智能电话或平板电脑的形式,其中app被配置成从捕获到的光中检测所嵌入的ID并且制定对应的控制功能。
作为另一示例,可以提供位置数据库,位置数据库将每个灯具的ID映射到它的位置(例如平面图上的坐标),并且可以使此数据库对移动装置而言是可经由一个或多个网络(诸如因特网和/或无线局域网(WLAN))从服务器获得的。然后,如果移动装置捕获到包含来自灯具中的一个或多个的光的一个或多个图像,那么它能够检测它们的ID,并且使用这些来在位置数据库中查找它们的位置,以便基于其检测移动装置的位置。例如,这可以通过测量接收到的光的性质(诸如接收到的信号强度、飞行时间和/或到达角)并且然后应用诸如三角测量、三边测量、多边测量或指纹法的技术来实现,或者可以简单地通过假设最近捕获到的灯具或仅有的捕获到的灯具的位置近似是移动装置的位置(并且,在一些情况中,这种信息可以与来自例如机载加速度计、磁力计等的其他源的信息相组合,以便提供更稳健的结果)来实现。所检测的位置然后可以通过用于导航目的的移动装置输出给用户,例如,示出用户在建筑物的平面图上的位置。可替代地或附加地,所确定的位置可以用作用户访问基于位置的服务的条件。例如,用户使用他的或她的移动装置来控制某个区域(例如某个房间)中的照明(或者诸如加热的另一设施)的能力可以取决于他的或她的移动装置被检测到在那个相同区域(例如,相同房间)内或者可能在与所讨论的照明相关联的某个控制区内的位置。基于位置的服务的其他形式可以包括例如发起或接受位置依赖的支付的能力。
作为另一示例,数据库可以将灯具ID映射到位置具体信息,诸如关于与相应的一个或多个灯具处于相同房间中的特定博物馆展览、或者要被提供到由相应的一个或多个灯具照射的某个位置处的移动装置的广告的信息。移动装置然后能够从光照中检测ID,并且使用此来在数据库中查找位置具体信息,例如以便向移动装置的用户显示此。在其他示例中,除了ID之外的数据内容可以被直接编码到光照中,使得它可以被传送到接收装置,而无需接收装置执行查找。
因此,使用相机检测编码光在家、办公室中或其他地方具有多种商业应用,诸如个人化照明控制、室内导航、基于位置的服务等。
典型地,针对这样的应用,使用智能电话的所谓的前置相机(与装置的主屏幕在相同面上的相机,主屏幕典型地为触摸屏)。因此,相机直接捕获在用户上方的天花板上的灯具,同时还保持装置的屏幕被合适地定向以被用户观看。图2a和2b示出了由以天花板砖形式的相邻灯具组成的照明系统的示例。图2a示出了人类可见的外观——对人类用户而言,编码光的快速调制是不可感知的,并且光强度表现为恒定的。另一方面的图2b示出了如由卷帘快门相机在短曝光捕获下捕获的外观(其中,虚线指示卷帘快门读出方向)。这里,编码光调制表现为灯具中的每一个中的空间图案,空间图案中的每一个与不同的具体编码(例如不同的相应ID)相关联。在示出的示例中,捕获是通过卷帘快门相机进行的,使得来自每个灯具的消息在所捕获的图像中表现为不同的空间图案。然而,将理解的是,使用全局快门相机的捕获也是可能的,在这种情况中,调制被捕获为多个帧上的时间调制(并且事实上,使用卷帘快门相机,在一些情况中,来自多个帧的图案可能被绑结在一起)。
在无线数据通信的其他形式中,“信道可分离性”必须通过数学信号正交性(例如不同频率、或者更一般地频率复用的正弦波的使用)来实施;或者否则通过传输协议的使用(例如使用随机包间隔的重复传输(所谓的ALOHA协议)的使用)来实施。但是,当多个灯具同时填充相机的视场,使得发射不同信号的多个灯具在相同帧中被捕获时,那么基于图像的分段可以被用来在对嵌入在编码光中的信息进行解码之前分离不同灯具。即,编码光的基于相机的检测具有以下优势:当同时从多个编码光源接收到光时,光还被接收为在来自不同源的光之间具有空间分离,因为此光表现在由其间的可识别间隙或划分分离的图像的不同空间区域中(例如,同样参见图2a)。基于图像的分段本质上提供了以其他方式可能难以解码或不可能解码的多个信号之间的信道分离的一形式。因此,多个编码光源的并存检测不是必须依赖于作为信号本身的固有特性的“信道可分离性”。
发明内容
然而,出于美学原因,常见的是连接多个灯具以便形成在组成灯具之间不具有任何可见过渡的一个单个发光表面。目前,这与在灯具之间包括可见分离以便辅助使用相机检测编码光的期望是不一致的,在使用相机检测编码光中,在对嵌入在来自每个灯具的编码光中的数据进行解码之前首先识别分离的组成灯具可能是必须的。将期望为人类提供均匀发光表面的假象,同时仍使单独的组成灯具的分段成为可能,以使单独嵌入的编码光信号的解码成为可能。
本发明通过提供一种分离元件解决了此,该分离元件是可被相机系统检测的,但是对人眼而言是不可见的,从而保持了光源的期望的均匀外观。特别地,这借助于具有针对不同观察角度不同的特性外观的光学元件实现。
根据本文公开的一个方面,提供了一种系统,该系统包括:多个灯具,被布置成主动发射可见光照以照射环境;传输电路,被布置成将不同的相应信号嵌入到由多个灯具中的每一个发射的可见光照中;以及检测设备,其包括用于捕获所述多个灯具中的多个的一个或多个图像的相机,和被配置成从那些灯具的一个或多个图像中检测相应信号的图像处理模块。多个灯具被沿着直线(例如,在箱式照明的情况中)或以其他方式依照1D或2D轮廓(例如,弯曲的天花板或机架)连续安装在平面(例如天花板)中;但是其中在连续灯具的每个相邻对之间存在可见边缘(即它们之间的可见分界),其中可见光照不被从边缘主动发射。此外,系统包括角度依赖的掩具,其被布置成至少覆盖相邻灯具之间的边缘。掩具是角度依赖的,在于当穿过所述角度依赖的掩具从所述环境观看时,边缘的外观作为观看角度的函数而变化,在观看角度的更大数值处变得不那么可见(观看角度是对应观看方向和所述平面、线或轮廓在观看方向与所述平面、线或轮廓相交的点处的法线之间的角度)。因此,角度依赖的掩具也可以被称为各向异性的掩具(具有取决于其被观看、测量或采样自的方向而不同的掩盖性质)。检测设备的图像处理模块被配置成,基于相邻灯具之间的边缘在当从小于观看角度的某个第一数值捕获时的穿过角度依赖的掩具的所述一个或多个图像中是可见的,来在嵌入在来自所述多个灯具的光照中的不同信号之间作区分。但是超过观看角度的第二数值时,相邻灯具之间的边缘对普通人而言不是显著的,或者至少边缘对人类观看者而言变为基本上模糊的,其中,第二数值大于或等于第一数值。
因此,有利地,在垂直观察期间,灯具分离是可见的(例如作为灯具之间的暗带),从而允许它被图像处理模块使用来用于信道分离;而在环境中的人类倾斜观察期间,很少的或没有分离是可见的,使得发光区域采用均匀外观。
注意,空间分离允许来自不同灯具的光被彼此区分,并且因此允许信号被彼此区分,即使当多个灯具中的一些或全部同时在相同图像中、或者同时在捕获环境的相同视野的一系列图像中的每一个中表现时。在卷帘快门相机的情况中,这甚至可以允许来自同时在相同图像(相同帧)中表现的多于一个灯具的检测。
优选地,角度依赖的掩具覆盖相邻灯具之间的边缘和多个灯具本身两者,使得当从大于观看角度第二数值观看时,掩具为人类观看者呈现跨边缘区域和多个灯具的一致的外观。角度依赖的掩具可以采取层的形式,该层跨多个灯具和相邻灯具之间的边缘是连续的,或者采取元件的规则阵列的形式,这些元件跨多个灯具和相邻灯具之间的边缘是连续的。连续的层或阵列可以是跨多个灯具和相邻灯具之间的边缘均匀的,以便当从大于观看角度第二数值观看时呈现尽可能一致的外观。
在实施例中,角度依赖的掩具采取漫射体层的形式(被布置成使得当从角度的更大数值观看时,与从观看角度的更小数值观看时相比,光行进更长的光学路径)。漫射体层可以是跨多个灯具和相邻灯具之间的边缘连续的。漫射体层可以是跨多个灯具和相邻灯具之间的边缘均匀的。
可替代地,在实施例中,角度依赖的掩具包括准直层,准直层包括准直屏障体的1D或2D阵列(优选地垂直于灯具的平面、线或轮廓)。准直屏障体的阵列可以是规则阵列,该规则阵列跨多个灯具和相邻灯具之间的边缘是连续的。准直屏障体的阵列可以是跨多个灯具和相邻灯具之间的边缘均匀的。
在实施例中,边缘可以包括相邻灯具的对中的每一个之间的可见接合或间隙。
在实施例中,边缘可以被提供有沿着相邻灯具的对中的每一个之间的至少一条边的光吸收材料的条带。和/或,在实施例中,多个灯具中的每一个可以包括一组发光元件,并且可以在发光元件之间被提供有光反射材料。光吸收和/或光反射材料有助于使边区域对检测装置而言更突出,并且因此辅助来自相邻灯具的光之间的分离以用于检测目的。
在实施例中,灯具中的每一个基本上被安装在环境中的端用户的头上方,例如在天花板上。
在一个示例使用情况中,检测器设备包括移动用户终端,并且相机是该移动用户终端的相机。例如,移动用户终端可以是智能电话或平板电脑,并且所述相机可以是智能电话或平板电脑的前置相机。
根据本文公开的另一方面,提供了照明设备,其包括:多个灯具,被布置成主动发射可见光照以照射环境,多个灯具被沿着直线或依照一维或二维轮廓连续安装在平面中,但是在连续灯具的每个相邻对之间具有可见边缘,其中可见光照不被从边缘主动发射;传输电路,被布置成将不同的相应信号嵌入到由多个灯具中的每一个发射的可见光照中;和角度依赖的掩具,被布置成至少覆盖灯具之间的边缘,使得当穿过所述角度依赖的掩具从所述环境观看时,边缘的外观作为观看角度的函数而变化,在观看角度的更大数值处变得不那么可见,观看角度是对应观看方向和所述平面、线或轮廓在观看方向与平面、线或轮廓相交的点处的法线之间的角度。
在实施例中,灯具中的每一个采取可天花板安装的灯具的形式。
根据本文公开的另一方面,提供了检测设备,其用于检测嵌入在由多个灯具的用于照射环境的可见光照中的不同的相应信号,多个灯具被沿着直线或依照一维或二维轮廓连续安装在平面中,但是在连续灯具的每个相邻对之间具有可见边缘,其中,可见光照不被从边缘主动发射;检测设备包括:相机,用于捕获所述多个灯具中的多个的一个或多个图像;和图像处理模块,被配置成从多个灯具的一个或多个图像中检测相应信号;其中,图像处理模块被配置成,基于穿过角度依赖的掩具的在一个或多个图像中捕获的视野,来执行所述检测,该角度依赖的掩具至少覆盖相邻灯具之间的边缘,使得边缘的外观作为观看角度的函数而变化,在观看角度的更大数值处变得不那么可见,观看角度是对应观看方向和所述平面、线或轮廓在观看方向与平面、线或轮廓相交的点处的法线之间的角度;处理模块被配置成,基于相邻灯具之间的边缘在当从小于观看角度预定数值捕获时的穿过角度依赖的掩具的所述一个或多个图像中是可见的,来在嵌入在来自所述多个灯具的光照中的不同信号之间作区分。
根据本文公开的另一方面,提供了一种发射光照的方法,该方法包括:使用多个灯具来主动发射可见光照以照射环境,多个灯具被沿着直线或依照一维或二维轮廓连续安装在平面中,但是在连续灯具的每个相邻对之间具有可见边缘,其中可见光照不被从边缘主动发射;并且将不同的相应信号嵌入到由多个灯具中的每一个发射的可见光照中;其中,所述光照的发射包括穿过角度依赖的掩具发射光照,该角度依赖的掩具至少覆盖相邻灯具之间的边缘,使得穿过所述角度依赖的掩具从所述环境观看时,边缘的外观作为观看角度的函数而变化,在观看角度的更大数值处变得不那么可见,观看角度是对应观看方向和所述平面、线或轮廓在观看方向与平面、线或轮廓相交的点处的法线之间的角度。
根据本文公开的另一方面,提供了一种检测嵌入在由多个灯具主动发射以照射环境的可见光照中的不同的相应信号的方法,多个灯具被沿着直线或依照一维或二维轮廓连续安装在平面中,但是在连续灯具的每个相邻对之间具有可见边缘,其中,可见光照不被从边缘主动发射;该方法包括:使用相机捕获所述多个灯具中的多个的一个或多个图像;以及从多个灯具的一个或多个图像中检测相应信号;其中,所述检测基于穿过角度依赖的掩具的在一个或多个图像中捕获的视野,该角度依赖的掩具至少覆盖相邻灯具之间的边缘,使得边缘的外观作为观看角度的函数而变化,在观看角度的更大数值处变得不那么可见,观看角度是对应观看方向和所述平面、线或轮廓在观看方向与平面、线或轮廓相交的点处的法线之间的角度;检测包括,基于相邻灯具之间的边缘在当从小于观看角度预定数值捕获时的穿过角度依赖的掩具的所述一个或多个图像中是可见的,来在嵌入在来自所述多个灯具的光照中的不同信号之间作区分。
根据本文公开的另一方面,提供了一种计算机程序产品,其用于检测嵌入在由多个灯具主动发射以照射环境的可见光照中的不同的相应信号,多个灯具被沿着直线或依照一维或二维轮廓连续安装在平面中,但是在连续灯具的每个相邻对之间具有可见边缘,其中可见光照不被从边缘主动发射;计算机程序产品包括代码,该代码体现在计算机可读存储上,并且被配置成以便当在一个或多个处理装置上运行时执行以下操作:使用相机捕获所述多个灯具中的多个的一个或多个图像;以及从多个灯具的一个或多个图像中检测相应信号;其中,代码被配置成,基于穿过角度依赖的掩具的在一个或多个图像中捕获的视野,来执行所述检测,该角度依赖的掩具至少覆盖相邻灯具之间的边缘,使得边缘的外观作为观看角度的函数而变化,在观看角度的更大数值处变得不那么可见,观看角度是对应观看方向和所述平面、线或轮廓在观看方向与平面、线或轮廓相交的点处的法线之间的角度;代码被配置成,基于相邻灯具之间的边缘在当从小于观看角度预定数值捕获时的穿过角度依赖的掩具的所述一个或多个图像中是可见的,来在嵌入在来自所述多个灯具的光照中的不同信号之间作区分。
附图说明
为了辅助理解本公开以及示出可以如何将实施例付诸实践,通过示例的方式对附图进行参考,在附图中:
图1是包括灯具和检测装置的系统的示意性框图;
图2a是灯具布置的图像;
图2b是由卷帘快门相机捕获的灯具布置的图像,包括由嵌入在由灯具发射的光中的编码导致的卷帘图案;
图3a是在没有模糊相邻灯具之间的分界的措施的情况下的连接灯具布置的图像;
图3b是根据本公开的实施例的包括作为观看角度的函数来模糊相邻灯具之间的分界的措施的连接灯具布置的图像;
图4是具有漫射体层的灯具的示意性图示;
图5是具有作为观看角度的函数来模糊相邻灯具之间的分界的漫射体层的连接灯具布置的示意性图示;
图6a是不具有漫射体层的图5的布置的描绘;
图6b是穿过漫射体层从垂直角度观看的图5的布置的描绘;
图6c是穿过漫射体层从倾斜角度观看的图5的布置的描绘;
图7是具有准直器层的灯具的示意性图示;
图8是具有作为观看角度的函数来模糊相邻灯具之间的分界的准直器层的连接灯具布置的示意性图示;
图9a是不具有准直器层的图8的布置的描绘;
图9b是穿过准直器层从垂直角度观看的图8的布置的描绘;
图9c是穿过准直器层从倾斜角度观看的图8的布置的描绘;
图10a是具有1D准直器结构的灯具的1D阵列的平面视图;
图10b是具有1D准直器结构的灯具的2D阵列的平面视图;以及
图10c是具有2D准直器结构的灯具的2D阵列的平面视图。
具体实施方式
本发明基于以下观察:在由相机捕获的一给定帧内、或者甚至超过两帧或三帧内,编码光信号的外观可以包含不足以将该信号识别为来自一个特定光源的不够独特的特性。如此一来,在存在第二编码光源的情况中,信号的局部和不能被容易地识别为两个有区别的、不同地编码的光贡献。为了解决此,在出现在捕获到的(多个)图像中的光源之间需要一些可见分离,使得图像处理模块能够基于它们在捕获到的图像中的不同的分离的位置来在信号之间作区分。
本发明还基于以下观察:不间断且均匀的辐射表面(或输出窗口)的人类感知的假象可以是仅针对倾斜的观察角度所需的。相反,针对垂直观察角度,灯具的输出窗口通常是明亮的使得人类观察者倾向于立刻看向别处(并且,在任何情况下,人们典型地不倾向于后仰他们的头来完全竖直地向上看)。这意味着,在垂直视野下,激活的灯具不一定必须贡献于前述的均匀且不间断的外观。
通过使照明系统展现指示相邻的不同编码的灯具之间的分离的特性外观,本发明促进基于相机的光分离。但是同时,此“分离物特性”使得,在倾斜的观察角度下,它不是这样地可识别的,使得不间断的灯具的期望假象被维持。
这是通过两个元件实现的:(ⅰ)“分离物元件”,包括置于灯具的可见表面之上的角度依赖的掩具,其具有掩具外观取决于观看角度的性质,使得在倾斜的观看角度下,灯具之间的分离不是可见的;和(ⅱ)检测器,其能够从当垂直地或不太倾斜的角度观看时的相机图像中检测一个或多个相邻灯具的对之间的分离,检测器优选地被实施为在可编程的移动相机平台(诸如智能电话或平板电脑)上运行的应用程序。
图3a和3b示出了在示例使用情况中的连接灯具的可见外观上的本发明的模拟效果。图3a针对(几乎)垂直视野下的附近灯具以及倾斜视野下的远离灯具两者,示出了在相邻灯具之间具有可见分离301的箱式灯系统。图3b示出了相同的箱式灯系统,其中,分离301c在远处的相邻灯具之间不是可见的;仅针对附近灯具,分离301a、301b由于(几乎)垂直的观察角度而是可见的。为了图示的目的,椭圆强调了:在(几乎)垂直视野下的分离301a、在更大的观看角度下的分离301b以及在倾斜角度下的分离301c的外观。外观作为观看角度的函数而改变;从垂直到倾斜,由掩具揭露的分离逐渐变得“不可见”。
现在,关于图1和图4至图9c讨论一些示例实施例。
图1示出了根据本公开的实施例的用于发射编码光的灯具100和用于检测编码光的检测设备110的示例。灯具100安装在支撑表面101上,典型地安装在天花板上(尽管这可以替代地是诸如墙壁的另一表面)。灯具100可以通过附接在支撑表面101之上(如所图示的那样)或者通过嵌入在表面中(支撑表面101的一部分被切除以容纳灯具100)来安装在支撑表面101上。以任一方式,灯具100被安装为以便从支撑表面101向外发射可见光照到环境109中,以便贡献于对那个环境109的照射(以便使人类占用者在该环境内的各处能够看见并找到他们的路)。所讨论的环境109可以是诸如办公室、家或零售空间中的一个或多个房间的室内空间;或者可以是诸如公园或花园的室外空间;或者诸如运动场或凉亭的部分覆盖的空间。
灯具100包括排布在灯具主体102中或灯具主体102上的一个或多个发光元件108,灯具主体102是以被布置成容纳和/或支撑发光元件108的壳体或支撑件(例如框架)的形式。发光元件108可以在一个或多个灯中被实施(每个灯有发光元件108中的一个或多个),其中,灯(或者每个灯)可以是要被插入灯具100中的可移除且可更换的部件。无论它们采取什么形式,发光元件108被布置成主动向环境109中发射上文提及的光照,发光元件108被排布在灯具主体102的面向外的发光表面107(面向环境109的表面)上。发光表面107在本文中可以指发光元件108本身的面向外的表面形成的表面和它们之间中的灯具主体102的表面(其典型地基本上是在镜面反射或漫反射的意义上的反射性的)。发光元件108中的每一个可以采取任何合适的形式,诸如LED、一组LED或白炽灯泡。灯具100还包括耦合到发光元件108的驱动器106和耦合到驱动器106的控制器104。驱动器106被布置成从电力源(未示出)向发光元件108提供电力,以便导致它们主动发射光照。在本文中,通过“主动”发射,其意味着灯具100具有或连接到电力供应(未示出),电力供应以不同于光的形式(典型地,电力)提供能量,并且驱动器106将此能量提供到发光元件108以转换为被发送到环境109中的光照。即,所发射的光照是由灯具100生成的(如与对环境光的被动吸收和重发射相反)。
此外,控制器104被布置成控制驱动器106来改变由发光元件108发射的光照的性质(典型地,强度),以便由此对光照进行调制,并且由此根据编码光技术来嵌入信号,编码光技术本身是本领域已经已知的。
在本文中,灯具意味着指包括至少一个固定的或可更换的发光元件和一些相关联的适配件、灯座、支撑件和/或壳体的任何照明模块;其中不同灯具是离散单元或模块,其能够被单独地使用,但是其也可以被一起连接到阵列中(在实施例中,以形成明显连续的表面或箱)。例如,在以模块化发光的天花板砖、墙壁砖或地板砖可以的形式的灯具的情况中,(多个)灯可以包括一个或多个LED,并且支撑件包括底座和用于安装砖的任何连接件。在其他实施例中,如所提及的那样,灯具可以是模块化箱式照明系统的模块化区段。在实施例中,给定灯具100包含单个驱动器和单个调制器,并且因此在单个发光表面之上发射相同编码,与此同时,相邻灯具100发射不同编码并且是异步的。
控制器104可以被以软件的形式实施,该软件存储在灯具100的存储器中,并且被布置成在灯具100的处理器上运行(存储控制器104的存储器包括一个或多个存储器单元,并且控制器104被布置成在上面运行的处理器包括一个或多个处理单元)。可替代地,控制器104可以被实施在专用硬件电路、或者可配置或可重新配置的硬件电路(诸如PGA或FPGA)、或者软件和硬件的任何组合中。
检测设备110包括相机112和图像处理模块114。相机112能够捕获时间的不同实例处的调制光照的样本。相机112可以采取卷帘快门相机的形式,其按时间顺序逐行曝光给定帧,每一行在时间的不同时刻处,以便捕获给定帧(给定静止图像)内的光照中的调制的多个不同时间样本。可替代地,相机112可以采取全局快门相机的形式,其同时曝光完整帧,在这种情况中,每一帧对不同相应时间处的光照中的调制进行采样。还注意,即使在卷帘快门相机的情况中,如果编码到信号中的消息持续长于一帧,那么可能需要来自多个帧的样本。无论样本是通过什么方式捕获的,相机112被布置成将样本输出到图像处理模块114,以便用于使用技术来将信号从捕获到的样本中解码,该技术本身是本领域中已经已知的。
图像处理模块114可以被以软件的形式实施,该软件存储在检测设备110的存储器中,并且被布置成在检测设备110的处理器上运行(存储图像处理模块114的存储器包括一个或多个存储器单元,并且图像处理模块114被布置成在上面运行的处理器包括一个或多个处理单元)。可替代地,图像处理模块114可以被实施在专用硬件电路、或者可配置或可重新配置的硬件电路(诸如PGA或FPGA)、或者软件和硬件的任何组合中
检测设备110可以采取移动用户终端(诸如平板电脑、智能电话或智能手表)的形式,并且相机112可以是移动用户终端的集成相机,其中图像处理模块114也在相同的移动用户终端上被实施(例如,作为合适的光检测“app”)。例如,用户终端可以是智能电话或平板电脑,并且相机112可以是智能电话或平板电脑的前置相机。可替代地,相机112可以被实施在与图像处理模块分离的物理单元上。例如,相机112可以被实施在专用相机单元或相机外部设备上或者在智能电话、平板电脑或智能手表上,而图像处理模块可以被实施在分离的计算机单元(诸如服务器、台式计算机或膝上型计算机)上,经由任何合适的有线或无线连接(例如,诸如USB连接的有线连接,或者诸如Wi-Fi或蓝牙连接的无线连接)或者经由有线或无线网络(诸如无线局域网(例如Wi-Fi网络)和/或有线区域网络或互联网络(诸如因特网))来连接到容纳相机112的单元。
图1中仅示出一个灯具100,但是事实上,这种灯具100(优选地三个或更多个)的阵列被连接在一起,以形成照明系统,例如如图2a中示出的那样。多个灯具100中的每一个被以与上文所描述的类似的方式安装在支撑表面101上。可替代地,灯具100不是必须被安装在支撑表面101上,而是替代地可以被安装到另一结构(例如机架),以便它们本身定义一表面或线。以任一方式,表面或线可以被限制于平面或直线(即平坦的),或者可以依照在一维或二维上弯曲的轮廓。典型地,此平面或轮廓是天花板或可能的墙壁的平面或轮廓,并且典型地,天花板或墙壁是平坦的(平面),但是它也不排除多个灯具100可能被布置来确认到一表面轮廓(例如,弯曲的天花板或墙壁,或者弯曲的机架结构)。还注意,灯具100的阵列可以是一维或二维的,使得在一些实施例中,阵列在平面或二维轮廓的两个维度上延伸,而在另一些实施例中,灯具100可以按照直沿着弯曲线布置。
以任一方式,灯具100在1D或2D阵列中被连接在一起,使得在所述平面内或者沿着所述线或轮廓,多个灯具100中的每一个与多个灯具100中的至少另一个相邻,从而共享它们之间的分界。例如,灯具100可以被布置成如图2中示出的2D矩形阵列,或者被布置成如图3a 中示出的1D线性阵列。
此外,灯具100中的每一个被布置成发射嵌入在其相应光照中的不同的相应编码光信号,例如,识别系统内的相应灯具的独特ID编码、和/或具体于所讨论的灯具的其他信息(诸如相应位置、时间戳和/或状态报告(例如,报告发光时长和/或操作温度等——注意因此信号不限于仅包括ID编码))。信号可以源自不同的相应灯具100的相应控制器104,以分布式方式被每个控制器本地地生成,或者可替代地,每个控制器104可以在诸如服务器的中央控制器(未示出)的控制下生成其信号。在后一种情况中,中央控制器可以通过任何合适的有线或无线连接(例如,经由诸如Wi-Fi、蓝牙或ZigBee网络的无线局域网(WLAN),或者经由诸如因特网的广域网或互联网络)而被连接到灯具100中的每一个的本地控制器104。
另外,再次参考图3a,在多个灯具100中的每个相邻对之间存在可见分离301。图像处理模块114被配置有图像识别算法,图像识别算法能够使用阵列中的相邻灯具之间的分离301的外观来同样使用技术在来自不同灯具100的信号之间作区分,该技术本身是本领域中已知的。因此,即使不同编码光信号在相同调制频率处被嵌入,并且不具有其他形式的信道分离(例如不使用时分或码分多址),则图像处理模块114也能够从多个灯具100中的不同的单独灯具中分离出单独的信号。
分离301允许来自不同灯具的光被彼此区分,并且因此允许信号被彼此区分,即使当灯具100中的多于一个灯具同时出现在相同图像中、或者同时出现在捕获环境的相同视野的一系列图像中的每一个中时,即,即使当出现在相同帧中、或者一起出现在相同系列的帧中的每一个中时(也就是说,在相同时间落入相机的图像传感器的相同帧区域或图像捕获区域中,图像被从该区域捕获)。在卷帘快门相机的情况中,这甚至可以允许检测来自在相同帧(相同的单个静止图像)中同时出现的多于一个灯具的信号。
如之前所讨论的,如果相邻灯具100之间的分离301对环境109的人类占用者而言不是可见的,但是相邻灯具100之间的分离301经由相机112捕获的图像对图像处理模块114而言仍然是可见的,以便在不同的编码光信号之间作区分,则这将是期望的。
根据本文公开的实施例,图4、5、6a、6b和6c图示了图1的系统可以如何被修改以实现此的一个示例。图4示出了阵列内的灯具100中的单独一个灯具的侧视图;图5示出了阵列内的灯具100中的相邻对100a、100b的侧视图;图6a示出了不具有在适当的位置的掩具404的相邻灯具的对100a、100b的垂直视图;图6b示出了穿过角度依赖的掩具404的相邻灯具的对100a、100b的垂直视图;并且,图6c示出了穿过角度依赖的掩具404的相邻灯具的对100a、100b的倾斜视图。
如所示出的那样,阵列中的每对相邻灯具100a、100b具有它们之间的边缘区域301(即分界区域),该边缘区域充当它们之间的可见分离。基于由相机112捕获的此分离301的图像,图像处理模块102可以区分来自不同灯具的光,并且由此在不同编码光信号之间做区别(如上文所解释的那样)。边缘区域301是没有光照被主动发射到环境109中的区域。也就是说,光不被从此区域主动生成(在上文所解释的意义上),尽管不排除入射的环境光中的一些被动散射可能在此处发生。边缘区域301可以包括相邻灯具的相邻边之间的间隙或接合501。例如,在接合的情况中,这可以包括粘附部分或者支撑结构。可替代地或附加地,边缘区域301可以包括沿着相邻灯具100a、100b中的一个或两个的相邻边的可见地有区别的部分。例如,这可以包括沿着边中的一个或两个的暗的光吸收(优选地黑色)条带408,例如黑色涂料。为了提高对比,发光元件108之间(例如LED之间)的每个灯具100的中间(非边缘)区域中的发光表面107可以被提供有具有光反射颜色(优选地白色)的部分406,例如白色涂料。
此外,角度依赖的掩具404被置于多个灯具100的发光表面107和灯具的每个相邻对100a、100b之间的边缘区域301之上。这也可以被描述为角度依赖(即各向异性)的表象、覆盖、重叠或隐蔽层。即,掩具404被置于发光表面107和环境109之间,以便在其间覆盖发光表面107和边缘区域301,而免于被相机112或人类的视角在环境109中观看到。角度依赖的掩具404是外观作为观看角度500的函数而变化的层,以便创建灯具分离301的观看角度依赖的可见性。注意,本文中的观看可以指人或相机112的观看。观看角度500被定义为(a)灯具阵列中的给定点正被观看的方向和(b)安装阵列中的灯具100的平面、线或轮廓的法线(垂直线)之间的角度。在灯具被安装在平面中的情况中,如最常见的情况那样,则这意味着,观看方向和平面的垂直线之间的角度。在平面是水平(例如,平坦的天花板)的情况中,观看角度是观看方向与竖直方向之间的角度。然而,不排除灯具可以符合一维或二维中弯曲的轮廓,在这种情况中,观看角度500是观看方向和轮廓的法线之间的角度。
还注意,在灯具被沿着直线或弯曲线(例如,箱式照明的1D直线)以1D阵列布置的情况中,布置照明所沿的线和观看方向(人或相机的视线,取决于在考虑人还是相机)是两条不平行的线,它们定义一平面。然后,法线是那个平面中的法线。当然,在2D平面或弯曲表面中,法线毫无疑问地由平面或表面上的任一给定点定义。
对观看角度500的依赖使得,从观看角度500的更大(更倾斜的)数值,阵列中的相邻灯具100a、100b之间的边缘区域301(即分界区域)变得相对于灯具的周围发光表面而言不那么可见,而从观看角度500的更小(更垂直的)数值,边缘区域301(即分界区域)变得相对于周围发光表面而言更可见。
检测设备110中的解码器114被配置成以便穿过角度依赖的掩具检测图像中的显出的(registered)发光强度中的细微但有特性的强度变化,并且基于此来对光源100进行分段,以便简化检测。
在图4至图6c的示例中,角度依赖的掩具404采取光漫射层的形式。如图5中示出的,这意味着,当从倾斜的观看角度500观看时,与当观看角度垂直于灯具100的平面、直线或轮廓时的光学路径502相比,光将通过更长的光学路径504穿过漫射体404。
图4描绘了多个灯具100中的一个灯具的侧视图,多个灯具100连接形成照明系统。例如,灯具100包括框架102,多个发光元件108(例如LED)安装在框架102上。在发光元件之间使用明亮反射层(例如白色涂料)406来部分覆盖框架102。在边界处,使用暗层(例如黑色涂料)408来覆盖框架。以半透明漫射体404的形式的掩具404覆盖灯具100以及在其间的间隙或接合501。图5描绘了两个相邻灯具100a、100b的侧视图,两个相邻灯具100a、100b可以是由常见的漫射层404覆盖的(更大的)照明系统100的部分。注意,本文中的附图不一定按比例。
图6a-6c示出了在图4和图5的系统的示例部署中朝向天花板的向上视图。它们示出了在不同情形中的两个相邻灯具100a、100b的输出窗口的外观。图6a示出了不具有漫射体层404的情形。这里,一个人直接看发光元件108(例如LED)和周围反射表面,其仅在灯具100中的每一个的边界408处是暗的,和/或在相邻灯具100a、100b之间具有可见间隙或接合501。图6b示出了与图6b相同的视图,但是具有在适当的位置的漫射体层404。这里,垂直视图揭露了可见的更暗的边界区域408和两个灯具100a、100b之间的过渡处的间隙或接合501。图6c示出了与图6b相同的布置,但是以倾斜角度500观看。这里,穿过漫射体404的更长的光学路径504导致发光元件108以及暗带408和接合或间隙501两者与来自反射框架102、406的光融合,使得不存在可见灯具过渡。
因此,基于上文描述的布置或类似布置,当(且仅当)相机112从低于第一阈值数值的观看角度穿过角度依赖的掩具404捕获灯具的一个或多个图像时,在捕获到的图像中,边缘区域301的分离图案对图像处理模块114而言是可见的。因此,基于此图案,图像处理模块114可以在来自灯具中的不同灯具(包括相邻灯具100a、100b)的光之间作区分,以便提取嵌入其中的不同的相应编码光信号。例如,在检测设备110包括智能电话或平板电脑、且相机112是该智能电话或平板电脑的前置相机时,当用户正相对接近于水平地持有该智能电话或平板电脑以既观看其屏幕、又捕获上方的天花板上的灯具100的图像时,此类观看角度可能发生。然而,当具有普通视觉和注意力的环境109的人类占用者从高于第二阈值数值(其可以等于或大于第一阈值数值)的倾斜的观看角度穿过角度依赖的掩具404观看灯具阵列时,则灯具100、100a、100b之间的边缘区域301对那个用户而言不是可见的,从而提供均匀发光表面的外观。针对大多数人类占用者,这类观看角度可能发生,大多数人类占用者典型地不直接向上看天花板。
观看角度的第一阈值数值θ1是图像处理模块114能够在灯具100中的至少一对110a、110b之间作区分以便检测它们的相应编码光信号的最大数值。它是特定的所选择的漫射体层404、图像处理模块114的图像识别算法、和边缘区域301与发光表面107之间的对比的组合的预定特征。在小于第一阈值数值处,检测过程不工作。实际上,这是这样的阈值,超过该阈值时所发射的光照和间隙/接合501之间的发光强度差异变得太弱,以致当多个灯具100出现在(多个)图像中时,检测器110不能够在来自不同灯具100的光照之间作区分,并且因此不能够执行对编码光信号的检测。例如,设立此阈值的一种方法是确定一角度,在该角度处,在预定点处的给定相机112(诸如当前智能电话相机的特定的当前模型)在预定角度下将仍然可靠地检测(在预定可能性之内)灯具100之间的分界501。在这种情况中,标准可以是,在此临界角度处,典型的检测装置110仍然检测到灯具的边缘区域501和非边缘区域107的显出的发光强度之间的预定差异。
第二阈值数值是对环境109的普通人类占用者而言显著的边缘区域301的最小数值。这通过所选择的漫射体层404、边缘区域301与发光表面107之间的对比、和环境109被意图用于的人的感知以及他们的注意力的组合确定。针对本目的,对普通人而言的显著性可以被以数种方式中的任一种定义。例如,漫射体404、边缘区域301和发光表面107可以被设计成使得,超过某个第二阈值数值θ2,则不超过来自人的代表性随机样本的所定义百分比(例如,不超过最具感知的人的1%,或者不超过5%)将注意到边缘区域301。作为另一示例,漫射体404、边缘区域301和发光表面107可以被设计成使得,超过某个第二阈值数值θ2,则对于具有用于量化测量视觉敏度的所定义度量的平均值、中位数或最常见的数值的人而言,边缘区域301将不是显著的。在任一情况中,样本可以被限制到或可以不被限制到某类人,例如环境109的意向用户、和/或在环境109所位于的管辖区域中不被分类为视力部分残疾的那些人。可替代地或附加地,掩具404可以被设计为符合不同标准,来在超过第二阈值θ2时是不可见的,例如根据“最小可觉差”(JND)(也已知为“韦伯定律”)的概念。如对本领域技术人员而言将是熟悉的,韦伯定律陈述了,在环境光照存在时,当对比大约如下时,暂时稳定的强度变化是刚好显著的:
针对大范围的光照水平,此比率1/100是明显稳定的。在本公开的上下文中,I是灯具100的输出,且ΔI是当从大于θ2的角度观看时强度可能相差的最大量。就颜色光谱而言(如果适用的话),可以针对任何合适的颜色空间中的颜色通道应用相似的条件,例如,在YUV空间中,色度通道U和V可以被布置成满足ΔU/U≤1/100且ΔV/V≤1/100;或者在RGB空间中,ΔR/R≤1/100、ΔG/G≤1/100且ΔB/B≤1/100。韦伯定律被人因工程学(human factorsand ergonomics)领域中的许多人知道。
可替代地或附加地,在其他实施例中,为了相对于灯具100a、100b的不可见性,图案可以被设计成满足另一标准。例如,除了韦伯定律之外,还存在与亮度变化的明显大小相关的其他标准。这些是基于与对比变化的大小有关的普通人类对比敏感度(例如,被表达为对比阈值,该对比阈值被表达为弧分的函数)。参见例如“室外照明:物理、视觉和感知(Outdoor Lighting: Physics, Vision and Perception)”(Duco Schreuder, SpringerScience 2008, ISBN: 978-1-4020-8601-4)。一般而言,技术人员将了解用于定义人类感知的不可见性的各种标准。
用于人类视觉感知的不可见性的各种标准本身将是本领域技术人员已知的。
并且,在实施例中,当灯具100被安装在所讨论的环境109中的天花板高度(例如,在大型零售环境中距离地板高度5 m或更多)处时,编码光和边缘区域301仅需要被从站在地板上的用户的视角遮掩。
注意:优选地,漫射掩具404在边缘区域301和阵列中的所有灯具100的发光表面107两者之上都是连续且均匀的,以便向用户给出最大的均匀外观。然而,不排除掩具404可以仅被置于边缘区域301之上,因为这仍然可以给出隐藏边缘区域301的合理效果。
另一示例实施例在图7、8、9a、9b和9c中被图示。在此实施例中,角度依赖的掩具采取光准直元件(“屏障体”)702的阵列的形式,它被用于创建灯具分离301的观看角度依赖的可见性。在灯具的外观上的观看的效果在图9a-9c中被描绘。
准直屏障体702的阵列具有与上文关于漫射体层404描述的基本上相似的效果,除了这可以不是将光学路径长度作为观看角度的函数来改变、而是替代地通过将屏障体702布置成基本上垂直于发光表面107的平面或轮廓来实现的。这样的效果是,超过观看角度的某个第二阈值数值时,则到边缘区域301的视线完全或基本上被挡住(使得它们对普通人而言不是显著的)。然而,低于某个第一阈值数值时,足够的边缘区域301在捕获到的图像中对图像处理模块114而言是可见的,以便使对阵列中的至少一对相邻灯具100a、100b的检测和分离成为可能。
图7描绘了多个灯具100中的一个的侧视图,这些灯具连接形成照明系统。图8描绘了两个相邻灯具100a、100b的侧视图,灯具100a、100b可以是被常见漫射层404覆盖的(更大的)照明系统100的部分。注意,本文的附图不一定按比例。例如,灯具100同样包括框架102,多个发光元件(例如LED)安装在框架102上。在发光元件108之间,框架被使用明亮反射层(例如白色涂料)406来部分覆盖。在边界处,框架102被使用暗层(例如黑色涂料)408覆盖。准直器阵列702被置于发光元件的阵列的前方,使得在倾斜的观看角度500下,发光元件108不是直接可见的,并且仅有的逸出的光是由灯具100内的内反射导致的。
图9a-9c示出了在图4和5的系统的示例部署中的朝向天花板的向上视图。它们示出了从下方向上指向天花板观看时,在不同情形中的两个相邻灯具100a、100b的输出窗口的外观。图9a示出了不具有准直器702的情形,其中,一个人直接看在发光元件107(例如LED)和周围反射表面107上,其仅在组成灯具100a、100b中的每一个的边界408处是暗的。图9b示出了具有准直器702的情形。这里,垂直视野揭露了两个灯具100a、100b之间的过渡处的可见更暗区域408。图9c示出了相同情形但以倾斜角度观看。这里,暗分离物408上的直接视野被挡住,使得不存在可见的灯具过渡。
如图10a-10c中图示的,注意,取决于灯具100的阵列的空间布置以及阵列被设计来被观看的一个或多个取向,准直器层的结构可以采取数个不同的可能形式。图10a图示了被布置在天花板的平面中的灯具100的线性1D阵列的顶部视图(或者更确切地说,自底向上的或竖直视图,或者平面视图),尽管这将影响结构的各向异性。这里,准直器层包括沿着灯具100的线的方向的“板”的阵列。图10b和10c图示了被布置在天花板的平面中的方形灯具砖100的2D阵列的平面视图。在图10b中,准直器层仅包括在天花板的平面中沿着阵列中的一个方向的板的1D阵列,该方向平行于由方形的边定义的两个垂直方向中的一个。这允许灯具之间的间隙或接合501在天花板的平面内从观看者的至少一个取向是不可见的。在图10c中,示出了和示例,其中,准直器层包括相交板的2D矩阵,在此情况中,相交板在天花板的平面中彼此垂直。这允许接合或间隙501在观看者的多个取向中变得不可见。其他结构也是可能的,例如在天花板的平面中的六边形板的嵌合阵列。
在其他实施例中,代替光漫射或光准直,可以使用任何其他技术,诸如光折射、光衍射和光反射或者技术的任何组合。
本发明的一示例性应用是在天花板安装的专业照明系统中,其中灯具的美学均匀外观与由编码光能够实现的服务(诸如室内定位)的质量同样重要。例如,本发明可以应用于用于零售环境的箱式光照系统或者平面发光天花板解决方案。作为另一示例,本发明可以被应用于发光砖或发光毯。
将理解,仅通过示例的方式描述了上文中的实施例。通过研究附图、公开内容和所附权利要求,本领域技术人员在实践要求保护的发明时,可以理解和实现对所公开实施例的其他变化。在权利要求中,词语“包括”不排除其他元件或步骤,并且不定冠词“一”(a或an)不排除多个。单个处理器或其他单元可以履行权利要求中记载的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的纯粹事实不指示这些措施的组合不能被有利地使用。计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上,诸如与其他硬件一起或作为其部分提供的光学存储介质或固态介质,但是也可以以其他形式分布,诸如经由因特网或者其他有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。
Claims (16)
1.一种系统,包括:
多个灯具(100),被布置成主动发射可见光照以照射环境(109),所述多个灯具被沿着直线或依照一维或二维轮廓而连续安装在平面中,但是在连续灯具的每个相邻对(100a、100b)之间具有可见边缘(301),其中,可见光照不被从所述边缘主动发射;
传输电路(104),被布置成将不同的相应信号嵌入到由所述多个灯具中的每一个发射的所述可见光照中;
检测设备(110),包括用于捕获所述多个灯具中的多个的一个或多个图像的相机(112),和被配置成从那些灯具的一个或多个图像中检测所述相应信号的图像处理模块(114);
角度依赖的掩具(404、702),被布置成至少覆盖相邻灯具之间的所述边缘,使得当穿过所述角度依赖的掩具从所述环境观看时,所述边缘的外观作为观看角度(500)的函数而变化,在所述观看角度的更大数值处变得不那么可见,所述观看角度是对应观看方向(504)和所述平面、线或轮廓在所述观看方向与所述平面、线或轮廓相交的点处的法线(502)之间的角度;
其中,所述检测设备的所述图像处理模块被配置成,基于相邻灯具之间的边缘在当从小于所述观看角度预定数值捕获时的穿过所述角度依赖的掩具的所述一个或多个图像中是可见的,来在嵌入在来自所述多个灯具的光照中的不同信号之间作区分。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述角度依赖的掩具还覆盖所述多个灯具。
3.根据权利要求1或2所述的系统,其中,所述角度依赖的掩具是漫射体层(404)。
4.根据权利要求1或2所述的系统,其中,所述角度依赖的掩具是准直屏障体(702)的阵列。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中,所述边缘(301)包括相邻灯具(100a、100b)的对中的每一个之间的可见接合或间隙(501)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中,所述边缘(301)包括沿着相邻灯具(100a、100b)的对中的每一个之间的至少一条边的光吸收材料的条带(408)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中,所述多个灯具(100)中的每一个包括一组发光元件,并且还包括在所述发光元件之间的光反射材料(406)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中,所述检测器设备(110)包括移动用户终端,并且所述相机是所述移动用户终端的相机。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中,所述灯具被布置在所述平面中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中,所述灯具被布置在所述平面或轮廓中,并且其中,所述平面或轮廓是天花板。
11.照明设备,包括:
多个灯具(100),被布置成主动发射可见光照以照射环境(109),所述多个灯具被沿着直线或依照一维或二维轮廓连续安装在平面中,但是在连续灯具的每个相邻对(100a、100b)之间具有可见边缘(301),其中,可见光照不被从所述边缘主动发射;
传输电路(104),被布置成将不同的相应信号嵌入到由所述多个灯具中的每一个发射的可见光照中;和
角度依赖的掩具(404、702),被布置成至少覆盖相邻灯具之间的边缘,使得当穿过所述角度依赖的掩具从所述环境观看时,所述边缘的外观作为观看角度(500)的函数而变化,在所述观看角度的更大数值处变得不那么可见,所述观看角度是对应观看方向(504)和所述平面、线或轮廓在所述观看方向与所述平面、线或轮廓相交的点处的法线(502)之间的角度。
12. 检测设备(110),用于检测嵌入在由多个灯具(100)主动发射以照射环境(109)的可见光照中的不同的相应信号,所述多个灯具被沿着直线或依照一维或二维轮廓连续安装在平面中,但是在连续灯具的每个相邻对(100a、100b)之间具有可见边缘(301),其中,可见光照不被从所述边缘主动发射;所述检测设备包括:
相机(112),用于捕获所述多个灯具中的多个连续灯具的一个或多个图像;和
图像处理模块(114),被配置成从所述多个灯具的一个或多个图像中检测所述相应信号;
其中,所述图像处理模块被配置成,基于穿过角度依赖的掩具(404、702)的在所述一个或多个图像中捕获的视野,来执行所述检测,所述角度依赖的掩具(404、702)至少覆盖相邻灯具之间的所述边缘,使得所述边缘的外观作为观看角度(500)的函数而变化,在所述观看角度的更大数值处变得不那么可见,所述观看角度是对应观看方向(504)和所述平面、线或轮廓在所述观看方向与所述平面、线或轮廓相交的点处的法线(502)之间的角度;
所述处理模块被配置成,基于相邻灯具之间的边缘在当从小于所述观看角度预定数值捕获时的穿过所述角度依赖的掩具的所述一个或多个图像中是可见的,来在嵌入在来自所述多个灯具的光照中的不同信号之间作区分。
13. 一种发射光照的方法,包括:
使用多个灯具(100)来主动发射可见光照以照射环境(109),所述多个灯具被沿着直线或依照一维或二维轮廓连续安装在平面中,但是在连续灯具的每个相邻对(100a、100b)之间具有可见边缘(301),其中,可见光照不被从所述边缘主动发射;和
将不同的相应信号嵌入到由所述多个灯具中的每一个发射的可见光照中;
其中,所述光照的发射包括穿过角度依赖的掩具(404、702)发射所述光照,所述角度依赖的掩具(404、702)至少覆盖相邻灯具之间的所述边缘,使得当穿过所述角度依赖的掩具从所述环境观看时,所述边缘的外观作为观看角度(500)的函数而变化,在所述观看角度的更大数值处变得不那么可见,所述观看角度是对应观看方向(504)和所述平面、线或轮廓在所述观看方向与所述平面、线或轮廓相交的点处的法线(502)之间的角度。
14. 一种检测嵌入在由多个灯具(100)主动发射以照射环境(109)的可见光照中的不同的相应信号的方法,所述多个灯具被沿着直线或依照一维或二维轮廓连续安装在平面中,但是在连续灯具的每个相邻对(100a、100b)之间具有可见边缘(301),其中,可见光照不被从所述边缘主动发射;所述方法包括:
使用相机(112)来捕获所述多个灯具中的多个连续灯具的一个或多个图像;和
从所述多个灯具的所述一个或多个图像中检测所述相应信号;
其中,所述检测基于穿过角度依赖的掩具(404、702)的在所述一个或多个图像中捕获的视野,所述角度依赖的掩具(404、702)至少覆盖相邻灯具之间的所述边缘,使得所述边缘的外观作为观看角度(500)的函数而变化,在所述观看角度的更大数值处变得不那么可见,所述观看角度是对应观看方向(504)和所述平面、线或轮廓在所述观看方向与所述平面、线或轮廓相交的点处的法线(502)之间的角度;
所述检测包括,基于相邻灯具之间的所述边缘在当从小于所述观看角度预定数值捕获时的穿过所述角度依赖的掩具的所述一个或多个图像中是可见的,来在嵌入在来自所述多个灯具的光照中的不同信号之间作区分。
15. 一种计算机程序产品,用于检测嵌入在由多个灯具(100)主动发射以照射环境(109)的可见光照中的不同的相应信号,所述多个灯具被沿着直线或依照一维或二维轮廓连续安装在平面中,但是在连续灯具的每个相邻对(100a、100b)之间具有可见边缘(301),其中,可见光照不被从所述边缘主动发射;所述计算机程序产品包括代码,所述代码体现在计算机可读存储上,并且被配置成以便当在一个或多个处理装置上运行时执行以下操作:
使用相机(112)来捕获所述多个灯具中的多个连续灯具的一个或多个图像;和
从所述多个灯具的一个或多个图像中检测所述相应信号;
其中,所述代码被配置成,基于穿过角度依赖的掩具(404、702)的在所述一个或多个图像中捕获的视野,来执行所述检测,所述角度依赖的掩具(404、702)至少覆盖相邻灯具之间的所述边缘,使得所述边缘的外观作为观看角度(500)的函数而变化,在所述观看角度的更大数值处变得不那么可见,所述观看角度是对应观看方向(504)和所述平面、线或轮廓在所述观看方向与所述平面、线或轮廓相交的点处的法线(502)之间的角度;
所述代码被配置成,基于相邻灯具之间的所述边缘在当从小于所述观看角度预定数值捕获时的穿过所述角度依赖的掩具的所述一个或多个图像中是可见的,来在嵌入在来自所述多个灯具的光照中的不同信号之间作区分。
16. 一种灯具(100),被布置成主动发射可见光照以照射环境(109),所述灯具(100)适合于与其他这种灯具(100)组合而沿着直线或依照一维或二维轮廓安装为平面中的连续安装的多个灯具(100),但是当如此安装时,在连续灯具中的所述灯具和相邻灯具(100a)之间具有可见边缘(301),其中,可见光照不被从所述边缘主动发射;所述灯具(100)包括:
传输电路(104),被布置成将信号嵌入到由所述灯具发射的可见光照中;和
角度依赖的掩具(404、702),被布置成至少覆盖所述灯具(100)的所述边缘,使得当穿过所述角度依赖的掩具从所述环境观看时,所述边缘的外观作为观看角度(500)的函数而变化,在所述观看角度的更大数值处变得不那么可见,所述观看角度是对应观看方向(504)和所述平面、线或轮廓在所述观看方向与所述平面、线或轮廓相交的点处的法线(502)之间的角度。
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