[发明专利]基于区域匹配算法的ITS-VLC信源检测方法

说明书

本发明公开了一种基于区域匹配算法的ITS‑VLC信源检测方法，该ITS‑VLC信源检测方法是基于发射端和接收端的智能交通系统(ITS)的可见光通信(VLC)过程，发射端包括智能交通系统的基础设施中的多LED阵列以及车载式的多LED阵列，接收端包括智能交通系统的车载式的高速图像传感器。信源检测方法是一种新式的基于区域匹配算法的多LED阵列采集方法，其中，区域匹配算法用于寻找两个连续帧之间的对应位置。本发明基于多LED阵列和高速图像传感器，采用基于区域匹配算法的ITS‑VLC信源检测方法，有效提高了信源检测结果的准确性和鲁棒性，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及智能交通系统及可见光通信技术领域，具体涉及一种基于区域匹配算法的ITS-VLC信源检测方法。

背景技术

近年来，LED(发光二极管)凭借着诸多优点成为了一种新型的革命性的光源，比如节能，长寿以及良好的能见度。此外，LED的发光强度可以被控制在人眼难以察觉到的高速状态。基于以上优点，通信领域开始利用LED实现可见光通信(VLC)。可见光通信是一种新型环保的无线光通信技术，不仅可以提供照明，还可以传播数据进行通信。

LED灯在交通设备的广泛使用以及智能交通系统(ITS)的日益增长的利益为可见光通信的应用提供了一个巨大的机遇。典型的智能交通系统的可见光通信系统主要分为两种，分别是公路基础设施与车辆间的可见光通信系统，车辆与车辆间的可见光通信系统。它们都能在智能交通系统中起到交换安全信息的作用。

在发射端基于LED阵列、接收端基于车载式的高速图像传感器的智能交通系统中，发射端闪烁的LED光通过无线光通道并到达车载式的接收端内。接收端将接收到的LED光转换成图像，并通过从图像中提取LED的亮度值来恢复原始数据。高速图像传感器具有诸多优点，尤其是在发射端由多路LED光源构成时，它可以利用本身的空间分离本领将它们分别识别出来。因此，如果给每个LED分配一个数据位，那么传输数据量将会随着发射端上LED灯数量的增多而增大。分别调制完每个LED后，并行数据传输就可以被实现。

在现实的交通系统中，车载式的接收端是在移动条件下捕获光源的。为了保持稳定的可见光通信链路，接收端需要在每个捕获图像中分别检测各个光源从而实现各相应数据的接收。

传统地，对单LED阵列信源的检测常通过使用帧差法来计算两个连续的捕获帧的差值，从而获得高速闪烁的LED阵列的位置。然而，这种方法极易受到移动车辆振动带来的影响，信源检测结果的准确度比较低，而且容易呈现假阴性(遗失目标LED阵列)和假阳性(将非目标LED阵列错误识别成目标LED阵列)。

因此，极为有必要开发一种用于高效的ITS-VLC信源检测方法，提高信源检测结果的准确度和鲁棒性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种基于区域匹配算法的ITS-VLC信源检测方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于区域匹配算法的ITS-VLC信源检测方法，所述的检测方法包括下列步骤：

S1、发射端根据输入数据调制出不同照度的LED照明模板，并发射具有二维LED模板形式的光信号；

S2、在接收端处，高速图像传感器接收信号后，头图像处理单元将捕获图像拆分成m×n个区域，并对各区域进行图像扫描,其中，m为m×n个区域排列的行数，n为m×n个区域排列的列数；

S3、从m×n个区域中提取LED阵列的候选区域，并检测包含有LED阵列的区域，通过区域匹配算法获得两个连续帧之间的对应位置；

S4、数据图像处理单元对LED阵列进行跟踪和位置估计；

S5、解码器对数据图像处理单元的输出结果分别进行解码，并输出被恢复的原始数据。