一种无线光链路护目方法及装置与流程

文档序号:11959310阅读:218来源:国知局
一种无线光链路护目方法及装置与流程

本发明涉及光通信领域,尤其涉及一种无线光链路护目方法及装。



背景技术:

无线光通信或自由空间光通信(FSO:Free Space Optical)具有不需要频率许可证、频带宽、成本低、保密性好,布设灵活、抗电磁干扰等特点。此外,使用自由空间光通信系统建立无线光链路,还有如下的优点:1)对运行的协议透明,现有通信网络常用的传输控制协议都能承载;2)可组成点对点、星形、和网格形结构的网络;3)易于扩容升级,只需稍作接口的变动就能改变容量。

现有的无线光通信系统包括基于光电探测器直接耦合的FSO系统和基于光纤耦合技术的FSO系统。

所述基于光电探测器直接耦合的FSO系统通常采用光源直接输出、光电探测器直接耦合的方式,这种系统有以下几点缺点:

(l)半导体激光器出射光束在水平方向和垂直方向的发散角不同,且出射光斑较粗,因此需要先将出射光束整形为圆高斯光束再准直扩束后发射,导致发射端的光学系统复杂;(2)在接收端,光斑经光学天线会聚之后直接送入光电二极管(PD: Photo Diode)转化为电信号,由于这种FSO系统的每个终端都包括了激光器,探测器,光学系统,电子元器件和其中有源器件所需要的电源,导致体积大,成本高;(3)系统的可扩展性很小,如果用户所需要的带宽增加,那么封装在一起的整个FSO系统终端都需要被新的终端取代,安装新设备的过程需要再次对准,整个升级过程所需要的时间很长。

所述基于光纤耦合技术的FSO系统采用光纤输出、光纤输入的方式,激光器输出的高斯光束耦合至光纤再经准直出射,传输一定距离后,光束通过合适的聚焦光学系统聚焦在光纤纤芯上,沿着光纤传输后经PD接收还原信号。这种在发射和接收端都采用光纤连接的方式,只需要在楼顶放置光学天线系统,而将其他的控制系统通过光纤放置于室内就可以实现点到点的连接,整个系统结构简单,易于安装。这种FSO系统具有以下优点:

(l)减少了不必要的电-光和光-电转换,降低了成本;(2)光学系统较为简单,光纤出射的光束一般为圆高斯光,不需要整形,简化了光学系统,减小了体积,易于安装;(4)易于升级及维护,当用户的带宽增加时,只需要对放置在室内的系统进行升级即可,免去了复杂繁琐的光束对准过程;(5)基于光纤耦合的空间光通信系统能够很好的与现有的光纤通信网络结合,利用现有的成熟的光纤通信系统中的器件,如发射接收模块,复用器和解复用器。

自由空间光通信存在的主要问题包括:

(1)承载FSO光学系统的支撑物的晃动/漂移或大气折射率的起伏将影响无线光学链路两个端点之间的激光对准;

(2)FSO是一种视距宽带通信技术,传输距离与信号质量的矛盾突出,当传输超过一定距离时波束就会变宽导致难以被接收点正确接收,目前,在1km以下才能获得好的效果和质量,最远只能达到4Km;

(3)FSO系统性能对天气敏感,雨、雪和雾对传输质量的影响较大。FSO受天气影响的衰减经验值分别为:晴天,5-15db/km、雨,20-50db/km、雪,50-150db/km、雾,50-300db/km;

(4)激光链路的安全性问题,超过一定功率的激光可对人眼产生伤害。

本申请针对FSO系统中激光链路的护目问题进行讨论,在现有专利申请中,产生了预防激光束对眼睛造成伤害的防护技术,这些技术的基本思想是降低可能射入眼睛的激光束的功率/累积能量,或者消除激光束对眼睛进行直接照射的可能。其中,基于降低直接照射进眼睛的激光束的功率/累积能量实现眼睛防护的技术包括:

申请号为CN201280067562,发明名称为“根据光密度对激光能量进行调节”的专利申请,公开了一种设备包括激光设备和控制计算机。激光设备导引具有激光能量的激光束穿过眼睛的外部部分指向眼睛的目标部分。控制计算机对外部部分的光密度测量结果进行接收,根据光密度测量结果确定激光能量,并且命令激光设备导引具有激光能量的激光束穿过眼睛的外部部分指向眼睛的目标部分。

申请号为CN201110451785,发明名称为“激光器的输出控制方法及装置”的专利申请,公开了一种激光器的输出控制装置,该装置包括:发光源,其固定安装在光收发接口的光口内并发射光线;接近光侦器,侦测并获得发光源发出的光线经光口后的反射强度;光处理电路,分别与接近光侦器及微控制器电连接,其接收处理接近光侦器获得的光线的反射强度,并获得光线的反射强度的参数信息;微控制器,其与激光器驱动器电连接,接收光处理电路的参数信息,并根据参数信息控制激光器驱动器的动作以控制激光器的输出。本发明激光器的输出控制装置可有效控制激光的输出动作及输出激光的总能量,有效防止激光器发射出较强能量的激光伤害人体的眼睛,提高了激光器使用的安全性及对人身的保护。同时,本发明还公开了一种激光器的输出控制方法。

申请号为CN201020596929,发明名称为“一种玩具激光限时传送和接收装置”的专利申请,公开了一种用于玩具上的激光限时传送和接收装置,其包括传送装置和接收装置,所述传送装置包括激光发射装置和激光限时传送装置,所述接收装置包括灯或者发声装置,该接收装置接收上述激光发射装置发出的激光,并将其转化为光或者声音,本实用新型的编码集成IC通过编写IC内部程序实现了激光限时发射,大幅降低了激光对眼睛的伤害,而且接收装置接收激光信号,实现声光效果,增加了玩具的可玩性。

申请号为CN200980126442,发明名称为“眼睛安全的基于激光的照明”的专利申请,公开了一种基于激光的光源,该光源包括:激光器件(1),其适于产生预定激光波长的激光并且发射该激光作为激光束;光转换器件(2),其用于将至少部分所述激光转换成转换光;激光输出传感器(7),其用于确定与激光器件(1)发射的激光的输出成比例的激光输出信号;转换光传感器(6),其用于确定与光转换器件(7)发射的转换光的输出成比例的转换光信号;以及控制器(9),其适于接收激光输出信号和转换光信号、基于激光输出信号和转换光信号确定操作安全参数并且基于操作安全参数与至少一个预定义阈值的比较控制基于激光的光源的操作。通过这种方式,提出了一种允许以容易的方式实现可靠的眼睛安全性的基于激光的光源。

基于消除激光束对眼睛进行直接照射的可能眼睛防护技术包括:

申请号为CN201310361715,发明名称为“用于医学的激光互锁系统”的专利申请,公开了一种激光互锁系统,当检查者和对象正确地佩戴安全眼镜时以及在光声成像装置的使用期间允许产生激光辐射,从而保护检查者和对象的眼睛并且防止不必要的功耗。该激光互锁系统包括:感测单元,用于感测用户与安全眼镜之间是否发生接触;光源单元,用于产生激光;以及控制单元,用于基于来自该感测单元的输出值确定用户是否正常地佩戴着安全眼镜,并根据该确定产生互锁信号以打开或关闭该光源单元用于选择性的激光产生。

申请号为CN201220267409,发明名称为“模具激光焊接机眼睛防护液晶遮光装置”的专利申请,公开了一种模具激光焊接机眼睛防护液晶遮光装置,其由液晶光阀和控制电路组成,所述控制电路的控制输出端连接所述液晶光阀,所述控制电路的控制输入端连接有激光感应器,当操作员使用显微镜进行激光焊接操作时,在脉冲激光焊接过程中,当激光输出并聚焦到焊接面时,产生的强光和部分激光从焊接位置反射出来,在脉冲激光输出的一瞬间,本装置的显微镜下方的与激光输出同步的所述液晶光阀变成黑色,将焊接位置的强光完全遮挡住,能够防止强光或激光照射到操作员眼睛,而在没有激光输出时,所述液晶光阀变成透明色,不影响通过显微镜观察工件,结构紧凑且使用方便。

申请号为CN201120035619,发明名称为“防止CT激光定位灯伤害眼睛装置”的专利申请,公开了防止CT激光定位灯伤害眼睛装置,要解决的技术问题是在放射科做CT时,激光定位灯发射的激光束会直接刺激患者的眼睛致眼睛损伤的问题,该装置为一前凸的弧形纸板,该前凸的弧形纸板联接一纸帽。当患者做CT检查时,放射医师让已上CT检查床的患者戴本实用新型纸帽,使前凸的弧形纸板遮挡双眼然后躺在检查床上,就避免了因患者未能闭紧双眼而发生激光定位灯发射的激光导致眼睛损伤的事件。

现有护目问题存在如下缺点:

基于降低直接照射进眼睛的激光束的功率/累积能量实现眼睛防护的技术,其核心技术环节是降低激光源的发射功率或缩短持续发射时间,该技术思想用于FSO无线光链路的护目会降低激光束的有效传输距离和传输效率;

基于消除激光束对眼睛进行直接照射的可能眼睛防护技术,其核心技术环节是使用佩戴式护目装置对激光束进行遮挡,该技术思想在特定的实验室或车间环境下具有可用性,但不适用于FSO部署的公众场所。



技术实现要素:

本发明给出一种无线光链路护目方法及装置,用于克服现有激光护目技术应用于FSO系统时存在的降低传输范围、降低传输效率以及需要佩戴护目装置这些缺点中的至少一种。

本发明给出一种无线光链路护目方法,该方法包括如下步骤:

向激光束传播通道的第一相邻区域发送超声波探测信号,使用所述超声波探测信号的反射波或直达波进行目标探测,当探测到在所述第一相邻区域内有目标出现后,中断相应激光束的发射;和/或

在第一/二无线光传输节点侧接收来自第二/一无线光通信节点侧的激光信号或无线电反馈信号,使用所述激光信号或无线电反馈信号确定第一无线光传输节点与第二无线光通信节点间的光路是否被阻断,在确定所述光路被阻断后,中断第一/二无线光传输节点的激光发射。

本发明给出一种无线光链路护目装置,该装置包括:

超声波发送模块,超声波接收模块,目标检测模块,第一激光束发射控制模块;和/或

第一无线光传输模块,第二无线光传输模块,光路阻断检测模块,第二激光束发射控制模块;优选地,包括无线电反馈发/收模块;

其中,

所述超声波发送模块,用于向激光束传播通道的第一相邻区域发送超声波探测信号,包括产生超声波的电声转换器件;

超声波接收模块,用于接收超声波发送模块发射的超声波,包括声电转换器件,该声电转换器件具有如下任一种工作方式:与所述电声转换器件共器件分时工作;与所述电声转换器件异器件共站址工作;与所述电声转换器件异器件异站址工作;

目标检测模块,用于检测激光束传播通道的第一相邻区域内是否有目标出现,包括超声波信号采样器件,目标信息处理子模块;目标检测模块在探测到有目标出现后,通过第一激光束发射控制模块中断所述激光束的发射;

第一激光束发射控制模块,用于中断所述激光束发射或用于发送中断激光束发射的控制信号,包括与目标检测模块的接口模块,与无线光传输节点中激光发射模块的接口模块; 优选地,所述与无线光传输节点中激光发射模块的接口模块包括有线电信号接口模块或无线电接口模块;

所述第一无线光传输模块,用于向第二无线光传输模块发送无线激光信号和/或从第二无线光传输模块接收无线激光信号,包括发射器件和/或激光探测器;

第二无线光传输模块,用于向第一无线光传输模块发送无线激光信号和/或从第一无线光传输模块接收无线激光信号,包括发射器件和/或激光探测器;

所述光路阻断检测模块,根据从第一无线光传输模块/第二无线光传输模块获取的光信号来检测无线光路上出现的阻断状态,包括模拟或数字信号采样子模块,模拟或数字信号处理子模块;

所述第二激光束发射控制模块,用于中断第一无线光传输节点和/或第二无线光传输节点的激光束发射或用于发送中断激光束发射的控制信号,包括与光路阻断检测模块的接口模块,与第一无线光传输节点和/或第二无线光传输节点中激光发射模块的接口模块。

本发明提供的实施例中给出的无线光链路护目方法及装置,可以克服现有激光护目技术应用于FSO系统时存在的降低传输范围、降低传输效率以及需要佩戴护目装置这些缺点中的至少一种,可以避免无线光链路对眼睛的伤害,易于在FSO系统中实现。

附图说明

图1为本发明提供的实施例给出的一种无线光链路护目方法流程图;

图2(a)为本发明提供的实施例给出的基于收发共址超声探测的无线光链路护目装置组成示意图;

图2(b)为本发明提供的实施例给出的基于收发异址超声探测的无线光链路护目装置组成示意图;

图3(a)为本发明提供的实施例给出的基于光路探测的无线光链路护目装置组成示意图;

图3(b)为本发明提供的实施例给出的基于光路探测和无线电反馈的无线光链路护目装置组成示意图。

实施例

本发明给出一种无线光链路护目方法及装置,用于克服现有激光护目技术应用于FSO系统时存在的降低传输范围、降低传输效率以及需要佩戴护目装置这些缺点中的至少一种。

本发明给出的无线光链路护目方法,基于如下两种技术思路中的一种或两种技术思路的组合:使用超声波对激光束传播路径的相邻区域进行目标探测,当在激光束传播路径的相邻区域内探测到目标后,中断激光束的发射;对处于光链路连接状态的发端和收端间的光路进行监测,在探测到所述光路被阻断后,中断在该光路上的激光束发送;

使用超声波对激光束传播路径的相邻区域进行目标探测实现护目的原理是:当人或动物的头部处于接近激光束的位置时,激光束的发射即被中断,从而保障了眼睛不会被激光束照射,避免了眼睛被激光束伤害;

通过对光路进行监测实现护目的原理是:在激光束落在眼睛瞳孔内之前,由激光束构建的光链路必然首先被眼睛的角膜、前房、眼睛外轮廓、头部轮廓所遮挡,这种遮挡必然导致光路阻断,在检测到这种光路阻断后中断激光束的发射,就可以避免激光束进入眼睛瞳孔,从而保护眼睛不受激光束的伤害。

下面通过实施例对本发给出的无线光链路护目方法及装置做具体的说明。

实施例1,一种无线光链路护目方法举例

参见图1所示,本发明实施例提供的无线光链路护目方法举例,包括如下步骤:

步骤S110,向激光束传播通道的第一相邻区域发送超声波探测信号,使用所述超声波探测信号的反射波或直达波进行目标探测,当探测到在所述第一相邻区域内有目标出现后,中断相应激光束的发射;和/或

步骤S120,在第一/二无线光传输节点侧接收来自第二/一无线光通信节点侧的激光信号或无线电反馈信号,使用所述激光信号或无线电反馈信号确定第一无线光传输节点与第二无线光通信节点间的光路是否被阻断,在确定所述光路被阻断后,中断第一/二无线光传输节点的激光发射。

本实施例中,

激光束在所述激光束传播通道内单向传输或相向传输。

本实施例中,

步骤S110所述使用超声波探测信号的反射波进行目标探测,包括如下步骤:

使用发/收共址的超声波探测器发送和接收超声波信号;

在预定的超声波传播时延范围内检测是否有超声波回波出现;

当有超声波回波出现时,判为在激光束传播通道的第一相邻区域内有目标出现;

步骤S110所述使用超声波探测信号的直达波进行目标探测, 包括如下步骤:

使用发/收异址的超声波探测器发送和接收超声波信号;

判断到达接收端的超声波的幅度衰落是否超过预定门限;

当所述超声波的幅度衰落超出预定门限时,判为在激光束传播通道的第一相邻区域内有目标出现;

步骤S110所述中断相应激光束的发射,包括如下任一步骤:

通过有线或无线接口向发射所述激光束的激光发射单元发送中断激光发射的控制信号或发送光路阻断指示信号;

所述有线接口为有线电信号接口;

所述无线接口为无线电信号接口;

优选地,在使用超声波探测信号的反射波或直达波进行目标探测之前,确定用于激光束传播通道的第一相邻区域探测的第一时间窗口,在该第一时间窗口内向该第一相邻区域发送超声波探测信号,并使用所述超声波探测信号进行目标探测,在探测到有目标出现后,中断激光束发射。

本实施例中,

步骤S120所述使用激光信号或无线电反馈信号确定第一无线光传输节点与第二无线光通信节点间的光路是否被阻断的方法,具体包括如下步骤:

确定用于光路连通探测的第二时间窗口和/或光路连通反馈窗口出现的时间区间,并执行如下任一种操作:

在所述第二时间窗口内第一/二无线光传输节点从第二/一无线光传输节点接收以激光束形式发送的光路连通探测信号,并基于对光路连通探测信号的接收进行光路阻断检测,在检测出该光路连通探测信号的光路被阻断后,中断第二/一无线光传输节点的激光束发射;优选地,在检测出该光路连通探测信号的光路被阻断后,在光路连通反馈窗口内通过无线电接口向第二/一无线光传输节点发送光路阻断指示信息;

在所述第二时间窗口内第二/一无线光传输节点向第一/二无线光传输节点以激光束形式发送光路连通探测信号,第一/二无线光传输节点在光路连通反馈窗口内向第二/一无线光传输节点发送接收到所述光路连通探测信号的反馈确认信号,第二/一无线光传输节点基于对该光路连通探测信号的反馈确认信号的接收进行光路阻断检测,在检测出该激光束的光路被阻断后,中断第二/一无线光传输节点的激光束发射;以及

在光路监测时间窗口内接收到承载业务数据的激光束信号之后,第二/一无线光传输节点在光路连通反馈窗口内向第一/二无线光传输节点发送指示已接收到所述承载业务数据的激光束信号的反馈确认信号,第一/二无线光传输节点基于对所述承载业务数据的激光束信号的反馈确认信号的接收进行光路阻断检测,在检测出光路被阻断后,中断第一/二无线光传输节点的激光束发射。

本实施例中,所述光路连通反馈窗口包括从无线光接口或无线电接口接收光路连通反馈信号的时间窗口;

所述激光束的相邻区域包括与激光束所在空间相邻或包含激光束所在空间的空间区域;

所述向激光束传播通道的相邻区域发送超声波探测信号的具体方法包括:使超声波探测信号所在主波束方向与所述激光束的光轴方向间的夹角为零度或为小于45度的值。

本实施例中,

步骤S120所述使用激光信号或无线电反馈信号确定第一无线光传输节点与第二无线光通信节点间的光路是否被阻断的方法,其中,

所述基于对光路连通探测信号的接收进行光路阻断检测的方法,进一步包括如下步骤:

在第二时间窗口出现的时间区间内,第一无线光传输节点与第二无线光传输节点之间同步地进行光路阻断探测信号的发/收;

如果在所述第二时间窗口内收到预定的光路连通探测信号,则将光路状态判为连通状态,并在后续出现的第二时间窗口继续进行光路连通探测信号的发/收;如果在所述第二时间窗口内没有收到预定的光路连通探测信号,则判为光路处于阻断状态;

所述基于对该光路连通探测信号的反馈确认信号的接收进行光路阻断检测的方法,进一步包括如下步骤:

在第二时间窗口出现的时间区间内,第一无线光传输节点与第二无线光传输节点之间同步地进行光路阻断探测信号的发/收;

如果第一/二无线光传输节点在所述第二时间窗口内收到预定的光路连通探测信号,则在光路连通反馈窗口内向第二/一无线光传输节点发送接收到光路连通探测信号的反馈确认信号;否则,第一/二无线光传输节点将所述光路连通探测信号的光路判为处于阻断状态;

第二/一无线光传输节点在光路连通反馈窗口内从第一/二无线光传输节点接收所述光路连通探测信号的反馈确认信号,若接收到,则将光路状态判为处于连通状态;否则,将光路状态判为处于阻断状态;

所述基于对所述承载业务数据的激光束信号的反馈确认信号的接收进行光路阻断检测,进一步包括如下步骤:

设定光路监测时间窗口的时间区间;

在光路监测时间窗口所在时间区间内,第一/二无线光传输节点在光路上检测光信号的存在形式;

如果在光路监测时间窗口内光信号持续存在或光信号的间断时间小于预定的间断时间区间门限,则在光路连通反馈窗口内向第二/一无线光传输节点发送光路处于连通状态的反馈指示信号;否则,在光路连通反馈窗口内不发信号或向第二/一无线光传输节点发送光路处于阻断状态的反馈指示信号;

第二/一无线光传输节点在光路连通反馈窗口内接收所述反馈指示信号,若接收到光路处于连通状态的反馈指示信号,则将光路状态判为处于连通状态;否则,将光路状态判为处于阻断状态。

本实施例中,

第一时间窗口,用于在其内发送超声波信号,该时间窗口的时间宽度范围在1毫秒至1秒之间;两个第一时间窗口之间的时间间隔构成第一时间窗口间隔,所述第一时间窗口间隔是恒定时间值或可配置的时间值;

第二时间窗口,用于在其内发送激光信号,该时间窗口的时间宽度范围在100微秒至100毫秒之间;两个第二时间窗口之间的时间间隔构成第二时间窗口间隔,所述第二时间窗口间隔是恒定时间值或可配置的时间值;

优选地,所述第二时间窗口和/或光路连通反馈窗口与第一/二无线光传输节点所使用的光传输帧结构进行综合设计,第二时间窗口在光传输帧结构中的所处位置和持续时间为预定或可重配置;

更优选地,所述光路监测时间窗口与第一/二无线光传输节点所使用的光传输帧结构进行综合设计,当光路监测时间窗口内第一/二无线光传输节点发送的业务数据的间断时间区间大于预定的间断时间区间门限时,在光路监测时间窗口内插入第二时间窗口。

本实施例给出的方法,还包括光路重建的步骤和/或光路连通状态数据采集步骤,其中,

所述光路重建包括如下步骤:

在中断第一无线光传输节点和/或第二无线光传输节点的激光束发射之后,第一无线光传输节点与第二无线光传输节点间的光路重建包括如下步骤:

基于光路邻域探测的光路重建步骤,使用所述的共站探测步骤或异站探测步骤,判断所述新出现的目标是否已经消失,若消失,则恢复第一无线光传输节点和/或第二无线光传输节点的激光束发射;若没有消失,则再次使用所述的共站探测步骤或异站探测步骤,判断所述新出现的目标是否已经消失;

和/或,基于光路阻断探测的光路重建步骤,使第一无线光传输节点和第二无线光传输节点之间在时间上保持同步,在第二时间窗口内第二/一无线光传输节点向第一/二无线光传输节点发送具有第一时间宽度和第一功率的光路阻断探测用激光脉冲,并且在用于光路建立中的反馈的第四时间窗口内通过光信道或无线电信道获取第一/二无线光传输节点对所述激光脉冲的接收确认信息;或者,在第三时间窗口内第二/一无线光传输节点向第一/二无线光传输节点发送具有第二时间宽度和第二功率的光路阻断探测用激光脉冲,并且在用于光路建立中的反馈的第四时间窗口内通过光信道或无线电信道获取第一/二无线光传输节点对所述激光脉冲的接收确认信息;若收到所述激光脉冲的接收确认信息,则第一无线光传输节点和第二无线光传输节点间发送承载业务数据的激光束;若没有收到所述激光脉冲的接收确认信息,则第一无线光传输节点与第二无线光传输节点间再次在第二时间窗口内发送具有第一时间宽度和第一功率的激光脉冲或在第三时间窗口内发送具有第二时间宽度和第二功率的激光脉冲。

所述光路连通状态数据采集包括如下步骤:

第一/二无线光传输节点通过无线电信道和/或无线光信道向光路状态监测单元上报如下至少一种参数:

无线光路的中断状态出现时间及中断状态持续时间;

第一/二无线光传输节点发射的激光束功率;

与第一/二无线光传输节点发射的激光束功率相对应的第二/一无线光传输节点的激光接收功率;

实施例2,一种无线光链路护目装置举例

本发明实施例提供的无线光链路护目装置举例,包括:

参见图2(a)/(b)所示,超声波发送模块210,超声波接收模块220,目标检测模块230,第一激光束发射控制模块240;和/或

参见图3(a)所示,第一无线光传输模块310,第二无线光传输模块320,光路阻断检测模块330a/b,第二激光束发射控制模块340a/b;优选地,参见图3 (b)所示,包括无线电反馈发/收模块350a/b;

其中,

所述超声波发送模块210,用于向激光束传播通道250的第一相邻区域270发送超声波探测信号280,包括产生超声波的电声转换器件;

所述超声波接收模块220,用于接收超声波发送模块210发射的超声波280,包括声电转换器件,该声电转换器件具有如下任一种工作方式:与所述电声转换器件共器件分时工作;与所述电声转换器件异器件共站址工作;与所述电声转换器件异器件异站址工作;

所述目标检测模块230,用于检测激光束传播通道250的第一相邻区域270内是否有目标260出现,包括超声波信号采样器件,目标信息处理子模块;目标检测模块在探测到有目标260出现后,通过第一激光束发射控制模块240中断所述激光束的发射;

所述第一激光束发射控制模块240,用于中断所述激光束发射或用于发送中断激光束发射的控制信号,包括与目标检测模块230的接口模块,与无线光传输节点中激光发射模块的接口模块;优选地,所述与无线光传输节点中激光发射模块的接口模块包括有线电信号接口模块或无线电接口模块;

所述第一无线光传输模块310,用于向第二无线光传输模块320发送无线激光信号和/或从第二无线光传输模块接收无线激光信号,包括发射器件和/或激光探测器;

所述第二无线光传输模块320,用于向第一无线光传输模块310发送无线激光信号和/或从第一无线光传输模块接收无线激光信号,包括发射器件和/或激光探测器;

所述光路阻断检测模块330a/b,根据从第一无线光传输模块310/第二无线光传输模块320获取的光信号来检测无线光路250(在本发明实施例中,无线光路与激光束传播通道均用于指代激光传播所经历的空间,并且,在本实施例的讨论中,无线光路与激光束传播通道是指代相同的光传输空间,因此,都标识为250)上出现的阻断状态,包括模拟或数字信号采样子模块,模拟或数字信号处理子模块;

所述第二激光束发射控制模块340a/b,用于中断第一无线光传输节点和/或第二无线光传输节点的激光束发射或用于发送中断激光束发射的控制信号,包括与光路阻断检测模块的接口模块,与第一无线光传输节点和/或第二无线光传输节点中激光发射模块的接口模块。

本实施例给出的装置,参见图2(a)/(b),使用超声波280对激光束在所述激光束传播通道250的相邻区域270内的目标260进行探测,激光束传播通道250内的激光束为单向传输或相向传输的激光束;和/或

本实施例给出的装置,参见图3(a)/(b),所述第一/二无线光传输模块310/320发射的激光束通过激光束传播通道250传送至第二/一无线光传输模块320/310。

本实施例给出的装置,参见图3(a)/(b),目标260(本实施例中为人的头部)在向激光束传播通道250移动的过程中,在激光束落在眼睛瞳孔内之前,由激光束构建的光链路必然首先被眼睛的角膜、前房、眼睛外轮廓、头部轮廓等部位所遮挡,这种遮挡必然导致光路阻断,所述光路阻断检测模块330a/b探测到光路被阻断后,向第二激光束发射控制模块340a/b发送光路阻断指示信号,该光路阻断指示信号触发第二激光束发射控制模块340a/b去中断第一/二无线光传输模块310/320的激光束发射。

本实施例给出的装置,还包括如下至少一种模块(本实施例没有给出图示):

第一时间窗口设置模块,用于确定对激光束传播通道的第一相邻区域内目标进行超声波探测的第一时间窗口的窗口宽度参数和窗口出现的位置参数,包括存储/配置所述窗口宽度和窗口出现的位置的软/硬件模块;

第二时间窗口设置模块,用于确定光路连通探测用的第二时间窗口的窗口宽度和窗口出现的位置,包括存储/配置所述窗口宽度参数和窗口出现的位置参数的软/硬件模块;以及

光路连通反馈窗口设置模块,用于确定光路连通探测用的光路连通反馈窗口的窗口宽度和窗口出现的位置,包括存储/配置所述窗口宽度参数和窗口出现的位置参数的软/硬件模块。

本实施例给出的装置,其执行的一种操作方式包括,参见图3(a):

在所述第二时间窗口内第一无线光传输模块310/第二无线光传输模块320从第二无线光传输模块320/第一无线光传输模块310接收以激光束形式发送的光路连通探测信号,所述光路阻断检测模块330a/b基于对光路连通探测信号的接收进行光路阻断检测,在检测出该光路连通探测信号的光路被阻断后,通过所述第二激光束发射控制模块340a/b来中断第二无线光传输模块320/第一无线光传输模块310的激光束发射;优选地,参见图3(b),在检测出该光路连通探测信号的光路被阻断后,在光路连通反馈窗口内通过无线电接口向第二无线光传输模块320/第一无线光传输模块310发送光路阻断指示信息;

在所述第二时间窗口内第二无线光传输模块320/第一无线光传输模块310向第一无线光传输模块310/第二无线光传输模块320以激光束形式发送光路连通探测信号,第一无线光传输模块310/第二无线光传输模块320在光路连通反馈窗口内向第二无线光传输模块320/第一无线光传输模块310发送接收到所述光路连通探测信号的反馈确认信号,第二无线光传输模块320/第一无线光传输模块310所对应的光路阻断检测模块基于对该光路连通探测信号的反馈确认信号的接收进行光路阻断检测,在检测出该激光束的光路被阻断后,通过所述第二激光束发射控制模块340a/b来中断第二无线光传输模块320/第一无线光传输模块310的激光束发射;

在光路监测时间窗口内接收到承载业务数据的激光束信号之后,第二无线光传输模块320/第一无线光传输模块310在光路连通反馈窗口内向第一无线光传输模块310/第二无线光传输模块320发送指示已接收到所述承载业务数据的激光束信号的反馈确认信号,第一无线光传输模块310/第二无线光传输模块320所对应的光路阻断检测模块基于对所述承载业务数据的激光束信号的反馈确认信号的接收进行光路阻断检测,在检测出光路被阻断后,通过所述第二激光束发射控制模块来中断第一无线光传输模块310/第二无线光传输模块320的激光束发射;

所述激光束的相邻区域270包括与激光束所在空间相邻或包含激光束所在空间的空间区域;

所述向激光束传播通道250的相邻区域发送超声波探测信号280的具体方法包括:使超声波探测信号所在主波束方向与所述激光束的光轴方向间的夹角为零度或为小于45度的值;

所述光路连通反馈窗口包括从无线光接口或无线电接口接收光路连通反馈信号的时间窗口。

本实施例给出的装置,其中,

所述光路阻断检测模块330a/b,用于执行如下至少一种操作:

在基于对光路连通探测信号的接收进行光路阻断检测中,具体执行如下判断:

如果在第二时间窗口内收到预定的光路连通探测信号,则将光路状态判为连通状态;如果在第二时间窗口内没有收到预定的光路连通探测信号,则判为光路处于阻断状态;

在基于对该光路连通探测信号的反馈确认信号的接收进行光路阻断检测中,具体执行如下判断:

在光路连通反馈窗口内接收所述光路连通探测信号的反馈确认信号,若接收到,则将光路状态判为处于连通状态;否则,将光路状态判为处于阻断状态;

在基于对所述承载业务数据的激光束信号的反馈确认信号的接收进行光路阻断检测中,具体执行如下判断:

通过第二无线光传输模块/第一无线光传输模块在光路连通反馈窗口内接收所述反馈指示信号,若接收到光路处于连通状态的反馈指示信号,则将光路状态判为处于连通状态;否则,将光路状态判为处于阻断状态。

本实施例给出的装置,其中,

所述目标检测模块230,用于使用超声波探测信号的反射波或直达波进行目标探测,具体执行如下操作:

使用超声波探测信号的反射波进行目标探测,包括如下操作步骤:

使用发/收共址的超声波探测器发送和接收超声波信号;

在预定的超声波传播时延范围内检测是否有超声波回波出现;

当有超声波回波出现时,判为在激光束传播通道的第一相邻区域内有目标出现;

使用超声波探测信号的直达波进行目标探测, 包括如下操作步骤:

使用发/收异址的超声波探测器发送和接收超声波信号;

判断到达接收端的超声波的幅度衰落是否超过预定门限;

当所述超声波的幅度衰落超出预定门限时,判为在激光束传播通道的第一相邻区域内有目标出现;

本实施例给出的装置,其中,

所述第一时间窗口设置模块,用于为超声波信号的发送设置时间窗口的窗口宽度参数和窗口出现的位置参数,典型地,将第一时间窗口的时间宽度设置为在1毫秒至1秒之间的数值;在两个第一时间窗口之间设置第一时间窗口间隔,该第一时间窗口间隔是恒定时间值或可配置的时间值;

所述第二时间窗口设置模块,用于为激光信号的发送设置时间窗口的窗口宽度参数和窗口出现的位置参数,典型地,将第二时间窗口的时间宽度设置为在100微秒至100毫秒之间的数值;在两个第二时间窗口之间设置第二时间窗口间隔,所述第二时间窗口间隔是恒定时间值或可配置的时间值;

优选地,所述第二时间窗口设置模块将第二时间窗口和/或光路连通反馈窗口与第一无线光传输模块/第二无线光传输模块所使用的光传输帧结构进行综合配置,将第二时间窗口在光传输帧结构中的所处位置和持续时间设置为预定值或可重配置的数值;

更优选地,所述光路连通反馈窗口设置模块对光路监测时间窗口参数与第一无线光传输模块/第二无线光传输模块所使用的光传输帧结构参数进行综合配置,当光路监测时间窗口内第一无线光传输模块/第二无线光传输模块发送的业务数据的间断时间区间大于预定的间断时间区间门限时,在光路监测时间窗口内插入所述第二时间窗口。

本实施例给出的装置, 还包括光路重建模块和/或光路连通状态数据采集模块,本实施例没有给出图示,其中,

所述光路重建模块,用于在中断第一无线光传输模块和/或第二无线光传输模块的激光束发射之后,重建第一无线光传输模块与第二无线光传输模块间的光路,包括:目标消失判断模块和/或光路恢复判断模块;

所述目标消失判断模块,与所述目标检测模块为两个分立的硬件模块或为同一个硬件模块,该模块用于执行如下操作:

向激光束传播通道的相邻区域发射超声波,接收该超声波的反射波或直达波并判断所述新出现的目标是否已经消失,若消失,则恢复第一无线光传输节点和/或第二无线光传输节点的激光束发射;若没有消失,则再次使用所述的共站探测步骤或异站探测步骤,判断所述新出现的目标是否已经消失;

所述光路恢复判断模块,与光路阻断检测模块为两个分立的硬件模块或为同一个硬件模块,该模块用于执行如下操作:

控制第二无线光传输模块/第一无线光传输模块在第二时间窗口内向第一无线光传输模块/第二无线光传输模块发送具有第一时间宽度和第一功率的光路阻断探测用激光脉冲,在用于光路重建中的反馈的第四时间窗口内通过光信道或无线电信道获取第一无线光传输模块/第二无线光传输模块对所述激光脉冲的接收确认信息;或者,控制第二无线光传输模块/第一无线光传输模块在第三时间窗口内向第一无线光传输模块/第二无线光传输模块发送具有第二时间宽度和第二功率的光路阻断探测用激光脉冲,在用于光路重建中的反馈的第四时间窗口内通过光信道或无线电信道获取第一无线光传输模块/第二无线光传输模块对所述激光脉冲的接收确认信息;若收到所述激光脉冲的接收确认信息,则在第一无线光传输模块与第二无线光传输模块间发送承载业务数据的激光束;若没有收到所述激光脉冲的接收确认信息,则第一无线光传输模块与第二无线光传输模块间再次在第二时间窗口内发送具有第一时间宽度和第一功率的激光脉冲或在第三时间窗口内发送具有第二时间宽度和第二功率的激光脉冲。

所述光路连通状态数据采集模块,用于搜集无线光传输节点的工作状态和/或光路状态,包括无线电发送模块和/或无线光发射控制模块;第一/二无线光传输节点通过无线电发送模块的无线电通道和/或无线光发射控制模块所控制的无线光通道向光路状态监测单元上报如下至少一种参数:

无线光路的中断状态出现时间及中断状态持续时间;

第一无线光传输模块/第二无线光传输模块发射的激光束功率;

与第一无线光传输模块/第二无线光传输模块发射的激光束功率相对应的第二无线光传输模块/第一无线光传输模块的激光接收功率。

本发明实施例提供的护目方法和装置,可以克服现有激光护目技术应用于FSO系统时存在的降低传输范围、降低传输效率以及需要佩戴护目装置这些缺点中的至少一种,易于在FSO系统中实现。

本发明实施例提供的护目方法和装置,可以全部或者部分地通过软件指令和/或者硬件电路来实现;本发明实施例提供的护目装置可以全部或者部分地使用电子技术和光电技术实现。

以上所述,只是本发明的较佳实施方案而已,并非用来限定本发明的保护范围。

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