编码光分量的调制的制作方法_2

文档序号:9635378阅读:来源:国知局
,W及 图13a-13b示出检测模块响应的再另外的示例。
【具体实施方式】
[0020] 图Ia示出其中可W部署本文所公开的实施例的示例环境2。例如环境可W包括办 公室、家庭、学校、医院、博物馆或其它室内空间的一个或多个房间和/或走廊;或者诸如公 园、街道、体育场等之类的室外空间;或者另一类型的空间,诸如露台或车辆的内部。环境2 安装有照明系统,包括W-个或多个照明器的形式的一个或多个照明设备4。一个或多个照 明器还可W称为灯。出于说明性目的而示出两个照明器4i和4ii,但是将领会到的是可W 存在其它数目。照明器可W实现在中央控制之下或者作为分离、独立的单元。
[0021] 图化给出例如可W用于实现一个或多个照明器4中的每一个的形式的照明器的 框图。照明器4包括诸如LED、LED阵列或白热丝灯泡之类的照明元件14。照明元件还可 W称为灯或光源。照明器4还包括禪合到照明元件14的驱动器12和禪合到驱动器12的 控制器10。控制器10配置成向驱动器12输出信号W便驱动照明元件14发射期望的光输 出。控制器10可WW存储在一个或多个计算机可读存储介质上并且布置成在包括一个或 多个处理单元的处理器上执行的代码的形式实现。可替换地,不排除一些或全部的控制器 10实现在专用硬件电路或诸如FPGA之类的可重配置电路中。控制器10可W本地实现在照 明器4处或者可W与一个或多个其它照明器4共享的中央控制器处,或者运些的组合。一 般地,组件10, 12和14可W或者可W不集成到相同单元中。
[0022] 控制器10配置成控制由照明元件14发射的光W便利用编码光分量W调制频率f。 进行调制。在实施例中,在相同环境2中可W存在多个照明器4i,4ii,每一个具有配置成将 W相应调制频率/。调制的不同相应编码光分量嵌入到从相应照明元件14发射的光中的控 制器10。可替换地或此外,给定照明器4的控制器10可W配置成将两个或更多编码光分量 嵌入到由该相同照明器的照明元件14发射的光中,每一个W不同相应调制频率,例如W使 得该照明器能够使用频率键控来嵌入数据。还可能的是,相同环境2中的两个或更多照明 器4各自发射利用全部在不同相应调制频率处的两个或更多相应编码光分量进行调制的 光。即因此第一照明器4i可W发射W多个相应调制频率的多个第一编码光分量,并且第二 照明器4ii可W发射W第二、不同的多个相应调制频率调制的第二、不同的多个编码光分 量。
[0023] 在运些实施例中的任一个中,存在相同环境2中的多个编码光分量的倾向。从离 散调制频率的预确定集合之中选择调制频率,所述离散调制频率依照W下描述的实施例进 行分配W便具有最优分离。在实施例中,运可W意味着每一个照明器4的调制频率是预选 的并且(多个)控制器10预配置有频率。其不一定意味着控制器10必须特别地确定频率, 尽管不排除运种情况。在多个照明器4的情况中,每一个布置成发射W不同相应调制频率 调制的光。在该场景中,至少多个照明器4可W描述为形成照明系统。然而将领会到的是, 运不一定暗示任何形式的中央控制或照明器之间的通信。在实施例中,每一个照明器4的 控制器10可W预配置有相关频率。可替换地,频率可W从中央控制器分配,或者各个照明 器的控制器可W布置成在彼此之间通信来W分布式方式协商运些不同频率(例如当新的照 明器被安装时,其询问一个或多个现有的其它照明器W确定哪些频率已经在使用中,并且 然后选择尚未选取的集合中的一个)。
[0024] 同样存在于环境2中的是用户终端6,其优选地为移动设备,诸如智能电话或平板 电脑。
[00巧]图Ic给出移动设备6的框图。设备6包括具有二维图像捕获元件20的相机W及 禪合到图像捕获元件的检测模块18。检测模块18配置成处理表示由图像捕获元件捕获的 图像的信号并且检测从其捕获图像的光中的编码光分量。检测模块18可WW存储在一个 或多个计算机可读存储介质上并且布置成在包括一个或多个处理单元的处理器上执行的 代码的形式实现。可替换地,不排除一些或全部的检测模块18实现在专用硬件电路或诸如 FPGA之类的可重配置电路中。一般地,组件16和18可W或可W不集成到相同单元中。
[0026] 一个或多个照明器4配置成将光发射到环境2中并且从而光照该环境的至少部 分。移动设备6的用户能够朝向从其反射光的环境2中的场景8定向设备的相机16。例 如,场景可W包括诸如墙壁和/或其它物体之类的表面。由一个或多个照明器4发射的光 从场景反射到相机的二维图像捕获元件上,其由此捕获场景8的二维图像。
[0027] 图Id表示相机16的图像捕获元件20。图像捕获元件20包括用于捕获代表入射 在每一个像素上的光的信号的像素阵列,例如典型地为可W根据笛卡尔类型X和y坐标寻 址的方形或矩形像素的方形或矩形阵列。在滚动快口相机中,像素布置到多条线中,例如水 平行22。为了捕获帖,每一条线依次曝光,每一个针对某个曝光时间7;^。例如首先顶部行 在时间7;^内曝光,然后在略微较晚的时间处向下的第二行22 2在7;w内曝光,然后再次 在略微较晚的时间处向下的第=行2?在7;w内曝光等等,直到底部行已经曝光。该过程然 后重复W曝光帖的序列。
[002引在例如EP2, 503, 852中,已经描述了可W如何使用该类型的常规视频相机来检 测编码光。信号检测采用滚动快口图像捕获,其使时间光调制转化成接连图像行之上的空 间强度变化。
[0029] 运在图Ie中示意性地图示。当曝光每一接连线22时,其在略微不同的时间处并 且因此巧日果线速率相比于调制频率而言足够高)在调制的略微不同的阶段处曝光。因此每 一条线22暴露于调制光的相应瞬时水平。运导致W给定帖之上的调制起伏或循环的条带 图案。
[0030] 而且,具有重复性质的编码光信号看起来具有接连图像帖中的不同空间漂移。在 W相等时间间隔捕获相继帖的情况中,空间图案可W采取表观向上或向下爬行运动。
[0031] 在其中存在多个编码光分量的环境中,每一个在不同调制频率上,W上描述的效 果允许检测每一个编码光分量的分离空间足迹。也就是说,可能提取仅仅由于来自编码光 分量中的单独一个的光所致的二维捕获图像的版本一-即就像是仅被该编码光分量光照 的场景8的图像,其中移除其它分量的效果。运可W针对存在的每一个不同编码光分量单 独地进行,因而产生每一个针对相应一个编码光分量的多个空间足迹。例如,在不同分量由 不同照明器4发射的情况下,该技术可W由投用技术员用于确定来自给定环境2中的每一 个照明器4的单独贡献。可替换地,该技术可W用于确定哪个信号或数据来自哪里,例如W 促进应用,诸如室内或室外导航或者基于提供位置的服务。
[0032] 检测将受益于频率的具体选择W便将单独灯信号从彼此和从背景最优地分离。本 公开描述了允许潜在非常小数目的帖之上的检测的基本上最优调制频率的选择,其具有对 各种编码光应用的高度实际相关性。
[0033] 尽管本发明不限于谐波信号的检测,但是W下描述单频谐波信号的示例W便于解 释。
[0034] 滚动快口图像捕获典型地基于单个读出电路针对所有传感器行W相继形式的共 享使用。线读出时间确定相继线之间的时间延迟并且是恒定的时间间隔7;,。。[3]。由于用于 所有线的曝光时间一般相同,因此每一个曝光周期W相同延迟开始,如图If中所指示的。 图If示出在连续视频捕获模式期间的典型滚动快口时序图。
[0035] 传感器的滚动快口捕获提供区分远远超出相机的帖速率的时间光变化的机制。在 视频帖速率典型地处于25至60化的范围内的情况下,线读出频率典型地高于10, 000Hz。 有意思的是,滚动快口采集表示空间时间采样的形式,其中时间维度沿竖直维度(部分)采 样。照此,存在时间巧竖直(线)定位r之间的关系:
其中藻脂代帖速率,并且》致I:试弟是帖索引。
[003引 由于通过C索引的某个光源,调制频率、/4舱峨映射到表冻备锡錫羣装擊
[循环/线] (2)。
[0037] 表观空间频率导致在所捕获的图像中
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