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用于在基于光的通信中的光栅线对准的技术

摘要

公开了用于提供接收器设备的摄像机或其它光感测设备相对于进行发送的启用基于光的通信(LCom)的照明设备的适当的光栅线对准以在其间建立可靠的LCom的技术。根据一些实施例,可以自动提供(例如,由接收器设备和/或其它合适的控制器)适当的对准。根据一些实施例,可以由用户提供适当的对准。在其中将在对准过程中涉及用户的一些实例中,接收器设备可被配置成例如在相对于给定的进行发送的启用LCom的照明设备适当地对准接收器设备的过程中指示或以其它方式引导用户。

著录项

  • 公开/公告号CN106415301A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2017-02-15

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 奥斯兰姆施尔凡尼亚公司;

    申请/专利号CN201580027635.3

  • 发明设计人 B.斯托特;C.布罗伊尔;A.阿加瓦尔;

    申请日2015-03-18

  • 分类号G01S1/70;G01S5/16;G01S11/12;H04B10/114;H04B10/116;

  • 代理机构中国专利代理(香港)有限公司;

  • 代理人李雪娜

  • 地址 美国马萨诸塞州

  • 入库时间 2023-06-19 01:31:14

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-07-16

    授权

    授权

  • 2017-04-26

    实质审查的生效 IPC(主分类):G01S1/70 申请日:20150318

    实质审查的生效

  • 2017-02-15

    公开

    公开

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是国际申请并且要求2014年12月16日提交的题为“用于在基于光的通信中的光栅线对准的技术(Techniques for Raster Line Alignment in Light-BasedCommunication)”的美国专利申请号14/572,130的优先权,该专利申请是以下的非临时专利申请并要求其的权益:2014年3月25日提交的题为“光通信协议(Light CommunicationProtocol)”的美国临时专利申请号61/970,305(代理人案卷号2014P00333US);2014年3月25日提交的题为“光通信定向(Light Communication Orientation)”的美国临时专利申请号61/970,307(代理人案卷号2014P00332US);2014年3月25日提交的题为“光通信接收器(Light Communication Receiver)”的美国临时专利申请号61/970,310(代理人案卷号2014P00361US);2014年3月25日提交的题为“光通信照明设备定位(Light CommunicationLuminaire Positioning)”的美国临时专利申请号61/970,321(代理人案卷号2014P00352US);以及2014年3月25日提交的题为“光通信导航(Light CommunicationNavigation)”的美国临时专利申请号61/970,325(代理人案卷号2014P00325US)。这些专利申请中的每一个通过引用以其整体并入本文。

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设备被设计成与发送地点和时间信息的轨道运行卫星通信。更接近地球的表面,这样的基于卫星的导航可以使用诸如WI-Fi之类的局域无线技术来补充,所述局域无线技术利用射频(RF)信号与附近的兼容设备通信。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,并且在安全的无线网络的情况下,正常必须提供密码或其它安全证书,以便获得网络接入。

附图说明

图1是图示根据本公开的实施例配置的示例性的基于光的通信(LCom)系统的框图。

图2A是图示根据本公开的实施例配置的启用LCom的(LCom-enabled)照明设备的框图。

图2B是图示根据本公开的另一个实施例配置的启用LCom的照明设备的框图。

图3图示根据本公开的实施例如可由启用LCom的照明设备发送的示例性的任意LCom信号。

图4图示根据本公开的实施例配置的示例性计算设备。

图5A是图示根据本公开的实施例的经由滚动快门编码方案编码LCom数据的示例性过程的流程图。

图5B图示根据本公开的实施例的经由面向前方的图像捕获设备的示例性滚动快门图像捕获。

图5C是图示根据本公开的实施例的经由欠采样/混叠方案编码LCom数据的示例性过程的流程图。

图5D图示根据本公开的实施例的固定调制频率的示例性调制信号。

图6A是图示根据本公开的实施例的针对自适应调制深度的示例性情况的作为时间的函数的光水​​平的图。

图6B是图示根据本公开的实施例配置的启用LCom的照明设备的控制回路的框图。

图6C是图示根据本公开的实施例的动态调节LCom信号的调制深度的过程的流程图。

图7A图示根据本公开的实施例的包括启用LCom的照明设备和计算设备的示例性LCom系统。

图7B图示根据本公开的实施例的用于从启用LCom的照明设备发射位置信息的示例性方法。

图8A是图示根据本公开的实施例的可选地利用计算设备的多个光感测设备接收LCom数据的方法的流程图。

图8B是图示根据本公开的另一个实施例的可选地利用计算设备的多个光感测设备接收LCom数据的方法的流程图。

图8C和图8D是根据本公开的实施例的从两个分离进行发送的启用LCom的照明设备接收光输入的面向前方的图像捕获设备的放大像素输出的两个示例性图像帧。

图8E是根据本公开的实施例的作为频率的函数的功率比的图,其图示从两个分离进行发送的启用LCom的照明设备接收LCom信号输入的环境光传感器的示例性输出信号。

图9A是根据本公开的实施例的图示提供指令以实现图像捕获设备相对于进行发送的启用LCom的照明设备的适当对准的方法的流程图。

图9B图示根据本公开的实施例的在计算设备的面向前方的图像捕获设备的光栅方向与成对进行发送的启用LCom的照明设备的双布置之间的不适当对准的示例性场景。

图9C图示根据本公开的实施例的在计算设备的面向前方的图像捕获设备的光栅方向与成对进行发送的启用LCom的照明设备的双布置之间的适当对准的示例性场景。

图9D图示根据本公开的实施例的在其中计算设备被配置成通过视觉反馈的方式向用户输出指令的示例性场景。

图10A图示根据本公开的实施例的包括启用LCom的照明设备和LCom接收器的示例性LCom系统。

图10B图示根据本公开的实施例的确定LCom接收器位置的示例性方法。

图11A图示根据本公开的实施例的包括启用LCom的照明设备和LCom接收器的示例性LCom系统。

图11B图示根据本公开的实施例的使用惯性导航系统(INS)加强(augment)LCom接收器定位的示例性方法。

图12图示根据本公开的实施例的被配置成经由LCom与计算设备通信的启用LCom的照明设备的示例性布置。

图13A图示根据本公开的实施例的包括示例性的多个面板照明设备的商店。

图13B图示根据本公开的实施例的示例性多个面板照明设备的底视图。

图13C图示根据本公开的实施例的从两个不同定向观看图13B的多个面板照明设备的接收器。

图13D图示根据本公开的实施例的示例性多个面板照明设备传输。

图14A图示根据本公开的实施例的图像捕获设备的示例性视野和对应图像。

图14B图示根据本公开的实施例的空间上解析(resolve)接收的LCom信号的示例性方法。

图14C图示根据本公开的另一个实施例的图像捕获设备的示例性视野和对应图像。

通过结合本文所述的附图阅读下面的具体实施方式,将更好地理解本实施例的这些和其它特征。附图不旨在按比例绘制。在附图中,在各种附图中图示的每一个相同或近乎相同的组件可由相似的数字表示。为了清楚的目的,不是每个组件都可在每个附图中被标记。

具体实施方式

一般概览

现有的智能电话和移动计算设备利用全球定位系统(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和基于Wi-Fi的技术遭受使它们的使用对室内导航不切实际的许多限制。特别地,GPS具有仅仅几米的精度,并且Wi-Fi网络连接的可用性和范围由诸如Wi-Fi热点的位置、由网络提供商强加的安全限制以及其它环境因素之类的因素限制。从而, GPS和Wi-Fi的组合可能无法达到为了室内导航的目的的足够精细的精度。这在试图将用户导航到零售店中架子上的感兴趣的物品的示例性情境中特别明显。这些复杂化可以由以下事实加重:由于潜在的安全风险,零售店典型地犹豫授予顾客对店内无线网络的接入。

从而,并且根据本公开的一些实施例,公开了可以被实现为例如用于使用基于光的通信的导航和定位的系统的技术。如本文所使用的,基于光的通信(LCom)一般是指使用编码有数据的脉冲光信号而在固态照明设备和接收器设备(诸如智能电话或其它移动计算设备)之间的通信。一般地,在LCom中利用的光可以是任何光谱带、可见的或另外的,并且可以具有任何强度,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。根据一些实施例,在LCom系统中,给定启用LCom的照明设备可被配置成发送编码有数据的脉冲光信号(LCom信号),并且诸如智能电话或其它移动计算设备之类的给定的接收器设备可被配置成:除了其它之外尤其经由诸如摄像机和/或环境光传感器之类的一个或多个光感测设备来检测编码有数据的脉冲光信号。

如将根据本公开所理解的,存在许多非平凡挑战,以建立和维持在启用LCom的照明设备和给定的接收器设备之间的成功的LCom,以及使用LCom确定接收器设备(以及从而用户,如果存在的话)的地点和定位以用于提供导航、室内或其它方式的目的。一个这样的挑战涉及确定接收器设备相对于进行发送的启用LCom的照明设备的地点。虽然启用LCom的照明设备可被编程为知道它在空间中的地点,但该信息可仅仅部分地有助于确定接收器设备的地点,所述地点可以是离启用LCom的照明设备给定的距离。另一个非平凡挑战涉及利用预先存在的基础设施和硬件实现基于LCom的定位和导航,预先存在的设施和硬件诸如摄像机和典型地在现有的智能电话和其它移动计算设备中发现的其它传感器。进一步的非平凡挑战涉及以可由接收器设备检测的方式脉冲启用LCom的照明设备的光输出,并且确保环境光水平保持恒定,而同时最小化脉冲转变(transition),以便具有对光质量的仅仅最小的或以其它方式可忽略的影响,并且从而对旁观者是不可感知的。又一个非平凡挑战涉及在相当简短的时间段中发送LCom数据。一般地,为了室内导航的目的,给定的用户可能愿意等待仅仅几秒钟来经由LCom聚集定位数据。从而,对于启用LCom的照明设备而言在一些最优的用户可配置的或其它指定的时间窗内向接收器设备发送所有期望的LCom数据分组可能是可取的。又一个非平凡挑战涉及以高效的、准确的和可靠的方式从启用LCom的照明设备向接收器设备发送LCom数据。LCom中的中断例如可以由接收器设备相对于进行发送的启用LCom的照明设备的未对准和移动引起,并且LCom链路可能易受断裂,例如在其中接收器设备突然或连续移动的情况下(例如,如当用户正在手持接收器设备四处移动时可能发生的)。相应地,最小化或以其它方式减少LCom中的中断并校正错误的LCom数据(当存在时)可以是合期望的。另一个非平凡挑战涉及以最小化或以其它方式减少数据分组冲突和通道串扰的方式处理正在接收器设备的视野(FOV)内同时发送多个LCom信号。

因此,一些实施例涉及以允许例如经由标准低速智能电话摄像机的其检测的方式编码LCom数据。在一些情况下,公开的技术可以用于例如以下列方式编码和解码LCom数据:(1)防止或以其它方式最小化由进行发送的启用LCom的照明设备输出的光的可感知的闪烁(flicker);和/或(2)避免或以其它方式减少在接收器计算设备处对附加的专门化的接收器硬件的需要。在一些情况下,公开的技术可以例如用于增强进行发送的启用LCom的照明设备和接收器设备之间的波特率。

一些实施例涉及至少部分地基于环境光水平动态调节光调制深度。根据公开的自适应光调制方案,给定的启用LCom的照明设备可被配置成动态调节调制深度和/或控制信噪比(SNR),使得平均光信号保持恒定,而不管正在发送什么LCom数据。在一些情况下,公开的技术可以用于例如根据给定的最小光调制深度动态调节光调制深度,该给定的最小光调制深度是通过测量启用LCom的照明设备的环境的环境照明条件评定的。在一些实例中,可以使用公开的技术提供优化的或其它目标SNR。

一些实施例涉及用于从启用LCom的照明设备发射位置信息的技术。可经由包括含位置信息的数据的LCom信号发射照明设备位置信息。该数据可包括针对照明设备的相对和/或绝对位置信息,并且可指示照明设备的物理地点。针对照明设备的相对位置信息可包括相对于环境内的原点或物理地点的坐标。针对照明设备的绝对位置信息可包括针对照明设备的全球坐标。在一些情况下,可使用针对照明设备相对于原点或物理地点的位置信息和原点或物理地点的绝对位置来计算针对照明设备的绝对位置信息。在一些实施例中,数据还可包括环境标识符。环境标识符可指示照明设备所位于的特定实体或实体的类型,诸如建筑物、火车、飞机或轮船。环境标识符还可向LCom接收器指示为照明设备的位置信息的解释使用哪个或哪些地图。如将根据本公开显而易见,用于从启用LCom的照明设备发射位置信息的技术可以用于静止和移动照明设备两者。在诸如位于移动环境(例如,火车、飞机、轮船、电梯等)中的照明设备之类的移动照明设备的情况下,可实时更新动态位置信息。例如,在电梯中的照明设备的情况下,照明设备的楼层位置可随着它在楼层之间移动而自动更新。

一些实施例涉及确定如何和何时利用接收器设备的给定的光敏感器件,诸如摄像机或环境光传感器,以用于检测和解码由启用LCom的照明设备发送的LCom信号的脉冲光的目的。根据一些实施例,确定在收集LCom数据中利用仅摄像机、仅环境光传感器还是其组合可部分或整体地基于包括时间、地点和/或情境的因素。

一些实施例涉及提供接收器设备的摄像机或其它光感测设备相对于进行发送的启用LCom的照明设备的适当的光栅线对准,以在其间建立可靠的LCom。在一些情况下,可以自动提供(例如,由接收器设备和/或其它合适的控制器)适当的对准。在一些情况下,适当的对准可以由用户提供。在其中在对准过程中涉及用户的一些实例中,接收器设备可被配置成:在相对于给定的进行发送的启用LCom的照明设备适当地对准接收器设备的过程中指示或以其它方式引导用户。

一些实施例涉及用于确定LCom接收器位置的技术。在一些这样的实施例中,该技术可以用于确定接收器相对于接收器摄像机的FOV内的具体照明设备的位置。例如,相对位置可通过确定接收器相对于照明设备的距离和定向来计算。相对于照明设备的距离可以使用在由接收器摄像机生成的图像中的照明设备的观察大​​小、图像缩放因子以及照明设备的实际几何结构(geometry)来计算。诸如照明设备的长度或宽度之类的照明设备几何结构可经由从照明设备发送的LCom信号来接收,或者接收器可以另一个合适的方式检索维度(例如,经由查找表)。相对于照明设备的定向可使用与照明设备相关联的基准来确定,该基准在由摄像机生成的图像内是可检测的。示例性基准可包括:照明设备上的特殊标记、非对​​称的照明设备设计方面、照明设备的唯一几何结构、或者由接收器摄像机可识别以用作定向提示的照明设备的某个其它方面。定向还可使用接收器和/或照明设备的偏航、俯仰和滚动来确定。另外,定向可使用接收器的绝对航向来确定。一旦确定接收器相对于接收器的FOV内的照明设备的位置,就可使用照明设备的绝对位置来计算接收器的绝对位置。可基于从照明设备接收的LCom信号或以另一个合适的方式(诸如使用照明设备的ID经由查找表)来确定照明设备的绝对位置。

​​一些实施例涉及用于使用例如惯性导航系统(INS)加强LCom接收器定位的技术。LCom接收器INS可利用一个或多个板载加速度计和/或陀螺仪传感器,以经由航位推算来计算接收器的位置、定向和速度。以这种方式,LCom接收器可以使用INS、基于已知起始点计算其相对位置。如本文不同地描述的,LCom接收器可主要依靠经由从接收器FOV内的一个或多个启用LCom的照明设备接收的LCom信号来确定其位置或地点。在一些情况下,LCom接收器还可或替代地使用GPS、WPS或某个其它合适的定位系统来确定其位置或地点。当在接收器的FOV中没有LCom信号并且到其它定位系统的链路丢失时,接收器INS可用于加强接收器定位。在一些情况下,INS模式与其它定位技术并行运行,以连续地计算接收器的相对位置。在其它情况下,在丢失到其它定位系统的链路之后,可激活INS模式。在任何情况下,可使用接收器的最后已知​​的位置、基于LCom信号、GPS信号、WPS信号和/或使用任何其它合适的定位技术来确定用于INS模式的起始点。

一些实施例涉及:分配LCom数据以通过由多个启用LCom的照明设备输出的多个颜色的光发送,以及跨多个颜色的光、使用时分多址(TDMA)方案并行发送该LCom数据。在一些情况下,公开的技术可以用于例如允许多个启用LCom的照明设备经由LCom与单个接收器设备同时通信。在一些实例中,公开的技术可以用于例如允许更大量的启用LCom的照明设备被放置在给定的空间内,从而例如为室内导航提供更准确的定位。在一些情况下,公开的技术可用于例如向接收器设备提供过滤从不同的启用LCom的照明设备接收的多个LCom信号的能力。在一些实例中,公开的技术可以用于例如允许多个LCom通道在LCom系统中同时活动。在一些情况下,公开的技术可以用于例如提供启用LCom的照明设备可以切换到的冗余通道,以便在LCom通道断开时成功地完成传输。

一些实施例涉及多个面板启用LCom的照明设备。在一些这样的实施例中,每个面板可包括至少一个固态光源,其中光源被配置成输出光。照明设备还可包括至少一个调制器,其被配置成调制光源的光输出以允许LCom信号的发射。照明设备还可包括控制器,其被配置成同步LCom信号的定时。在定时被同步的情况下,一个面板可被配置成发射LCom信号,所述LCom信号是从另一个面板发射的LCom信号的反转(invert)或复制。面板信号反转可用于例如维持从照明设备输出的光的相对恒定的水平和/或创建虚拟基准以向LCom接收器提供定向信息。另外,例如相比于使用利用相同的脉冲频率的单个面板照明设备发送相同的数据,使用多个面板照明设备来发送数据可导致改善的数据传输速率和传输可靠性。

一些实施例涉及用于空间上解析接收到的LCom信号的技术。在其中一个或多个LCom信号在LCom接收器的FOV中的示例性情况下,表示FOV的图像可被分割成非重叠单元,诸如六边形、三角形、矩形或圆形形状的单元。每个LCom信号然后可被解释为包括非重叠单元中的一个或多​​个的唯一像素簇。在一些情况下,可从多个启用LCom的照明设备和/或具有多个光面板的单个启用LCom的照明设备接收FOV中的LCom信号。例如可通过过滤掉不携带LCom信号的像素、使用接收信号强度指示符(RSSI)信息并针对LCom接收器的定向/倾斜进行调节来帮助空间上解析接收到的LCom信号。能够空间上解析接收到的LCom信号的益处可包括但不限于:与接收器的FOV内的多个LCom信号建立链路而没有冲突,和/或确定那些LCom信号的地点,改善信噪比,加强位置信息,增强采样频率,并改善通信速度。

如将根据本公开所理解的,本文公开的技术可在任何宽范围的LCom应用和情境中利用。例如,根据一些实施例,本文公开的技术可以用于在启用LCom的照明设备和接收器设备之间发送地点和定位信息。根据一些实施例,该信息可被部分或整体地用于提供室内导航。在一些情况下,本文公开的技术可以被用作用于定位和导航系统的基础,该定位和导航系统可实现在定位精度和准确度方面例如相对于现有的基于GPS和基于WPS的系统的改善。因此,由此根据一些实施例,本文公开的技术可以用于利用现有的基于GPS和基于Wi-Fi的方法不可能的商业努力中。更具体地,虽然现有的基于GPS和基于Wi-Fi方法的有限准确度不足以将顾客引导到零售店内架子上的感兴趣的物品,但是根据一些实施例,本文公开的技术可以将顾客直接引向店内促销和架子上的其它物品,如所期望的。许多的配置和变化将根据本公开显而易见。

系统架构和操作

图1是图示根据本公开的实施例配置的示例性的基于光的通信(LCom)系统10的框图。如可以看到的,系统10可包括一个或多​​个启用LCom的照明设备100,其被配置用于经由一个或多个LCom信号而与接收器计算设备200基于光的通信地耦合。如本文所讨论的,可根据一些实施例、经由基于可见光的信号提供这样的LCom。在一些情况下,可在仅一个方向上提供LCom;例如,LCom数据可从给定的启用LCom的照明设备100(例如,发送器)传递到计算设备200(例如,接收器),或从计算设备200(例如,发送器)传递到给定的启用LCom的照明设备100(例如,接收器)。在一些其它情况下,可在两个或多个方向上提供LCom;例如,LCom数据可在给定的启用LCom的照明设备100和计算设备200之间传递,其中在发送和接收(例如,收发器)能力二者中起作用。在其中系统10包括多个启用LCom的照明设备100的一些情况下,其全部(或某个子集)可被配置用于与彼此通信耦合(例如,照明设备间通信)。根据一些实施例,系统10可选地可包括或以其它方式被配置用于例如与服务器/网络300(下面讨论的)通信耦合。例如可在服务器/网络300与计算设备200和/或一个或多个启用LCom的照明设备100之间提供通信耦合,如所期望的。

图2A是图示根据本公开的实施例配置的启用LCom的照明设备100a的框图。图2B是图示根据本公开的另一个实施例配置的启用LCom的照明设备100b的框图。为了本公开的理解的一致性和易用性,下文的启用LCom的照明设备100a和100b一般可被统称为启用LCom的照明设备100,除非分别引用。

如可以看到的,根据一些实施例,给定的启用LCom的照明设备100可包括一个或多​​个固态光源110。在给定的启用LCom的照明设备100中利用的固态光源110的数量、密度和布置可被定制,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。给定的固态光源110可包括一个或多​​个固态发射器,其可以是任何宽范围的半导体光源设备,诸如例如:(1)发光二极管(LED);(2)有机发光二极管(OLED);(3)高分子发光二极管(PLED);和/或(4)其任何一个或多个的组合。给定的固态发射器可被配置成发射电磁辐射(例如,光),例如从可见光谱带和/或不限于红外(IR)光谱带和/或紫外(UV)光谱带的电磁光谱的其它部分,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。在一些实施例中,给定的固态发射器可被配置用于单个相关色温(CCT)(例如,白色发光半导体光源)的发射。然而,在一些其它实施例中,给定的固态发射器可被配置用于颜色可调的发射。例如,在一些情况下,给定的固态发射器可以是多色(例如,双色、三色等)半导体光源,其被配置用于发射的组合,诸如:(1)红-绿-蓝(RGB);(2)红-绿-蓝-黄(RGBY);(3)红-绿-蓝-白(RGBW);(4)双白;和/或(5)其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被配置为高亮度半导体光源。在一些实施例中,给定的固态发射器可提供有上述示例性发射能力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是封装的或非封装的,如所期望的,并且在一些情况下可被填充在印​​刷电路板(PCB)或其它合适的中介/衬底上,如将根据本公开显而易见。在一些情况下,用于给定的固态发射器的功率和/或控制连接可从给定的PCB路由到驱动器120(下文讨论的)和/或其它设备/组件,如所期望的。用于给定的固态光源110的一个或多个固态发射器的其它合适的配置将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

给定的固态光源110还可包括与其一个或多个固态发射器光学耦合的一个或多个镜片。根据一些实施例,给定的固态光源110的一个或多个镜片可被配置成发送由与其光学耦合的一个或多个固态发射器发射的一个或多个波长的感兴趣的光(例如,可见的、UV、IR等)。为了该目的,一个或多个镜片可包括光学结构(例如,窗口、透镜、圆顶等),该光学结构由任何宽范围的光学材料形成,所述光学材料诸如例如:(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)其任何一个或多个的组合。在一些情况下,给定的固态光源110的一个或多个镜片可由单个(例如,单片)片的光学材料形成,以提供单个连续的光学结构。在一些其它情况下,给定的固态光源110的一个或多个镜片可由多片光学材料形成,以提供多片光学结构。在一些情况下,给定的固态光源110的一个或多个镜片可包括光学特征,诸如例如:(1)抗反射(AR)涂层;(2)反射器;(3)散射器;(4)偏振器;(5)亮度增强器;(6)磷光体材料(例如,其将从而接收的光转换成不同波长的光);和/或(7)其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的一个或多个镜片可被配置成例如使通过其发送的光聚焦和/或准直。用于给定的固态光源110的一个或多个镜片的其它合适的类型、光传输特性和配置将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

根据一些实施例,给定的启用LCom的照明设备100的一个或多个固态光源110可与驱动器120电耦合。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),其被配置用于例如在控制给定的固态光源110的一个或多个发射器中使用。例如,在一些实施例中,驱动器120可被配置成控制开/关状态、调光水平、发射的颜色、相关色温(CCT)和/或给定的固态发射器(或发射器的分组)的颜色饱和度。为了这样的目的,驱动器120可利用任何宽范围的驱动技术,包括例如:(1)脉冲宽度调制(PWM)调光协议;(2)电流调光协议;(3)用于交流电的三极管(TRIAC)调光协议;(4)恒定电流减少(CCR)调光协议;(5)脉冲频率调制(PFM)调光协议;(6)脉冲码调制(PCM)调光协议;(7)线电压(干线)调光协议(例如,调光器连接在驱动器120的输入之前,以调节到驱动器120的AC电压);和/或(8)其任何一个或多个的组合。用于驱动器120和照明控制/驱动技术的其它合适的配置将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

如将根据本公开所理解的,给定的固态光源110还可包括或以其它方式操作地耦合于其它电路/组件,所述其它电路/组件例如可在固态照明中使用。例如,给定的固态光源110(和/或主启用LCom的照明设备100)可被配置成主控或以其它方式操作地耦合于任何宽范围的电子组件,诸如:(1)功率转换电路(例如,电镇流器电路,其将AC信号转换成以期望的电流和电压的DC信号以为给定的固态光源110供电);(2)恒定电流/电压驱动器组件;(3)发送器和/或接收器(例如,收发器)组件;和/或(4)本地处理组件。根据一些实施例,当被包括时,这样的组件可被安装在例如一个或多个驱动器120板上。

如可以从图2A-2B所看到的,给定的启用LCom的照明设备100可包括存储器130和一个或多个处理器140。存储器130可以具有任何合适的类型(例如,RAM和/或ROM,或其它合适的存储器)和大小,并且在一些情况下,可用易失性存储器、非易失性存储器或其组合来实现。给定的处理器140可被配置为典型地进行,并且在一些实施例中可被配置成例如执行与给定的主启用LCom的照明设备100及其一个或多个模块(例如,在存储器130内或其它地方)相关联的操作。在一些情况下,存储器130可被配置成用于例如处理器工作空间(例如,用于一个或多个处理器140)和/或在临时或永久基础上在主启用LCom的照明设备100上存储媒体、程序、应用和/或内容。

存储在存储器130中的一个或多个模块可例如由给定的启用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,存储器130的给定模块可以以任何合适的标准和/或定制/专用编程语言来实现,诸如例如:(1)C:(2)C++;(3)objective C;(4)JavaScript;和/或(5)任何其它合适的定制或专用的指令集,如将根据本公开显而易见。存储器130的模块可以被编码在例如机器可读介质上,其在由处理器140运行时部分或整体执行给定的启用LCom的照明设备100的功能。计算机可读介质可以是例如硬盘驱动器、压缩盘、存储器棒、服务器、或者包括可执行指令的任何合适的非临时性计算机/计算设备存储器、或者多个这样的存储器或这样的存储器的组合。其它实施例可以例如用门级逻辑或专用集成电路(ASIC)或芯片组或其它这样的特制逻辑来实现。一些实施例可以用具有输入/输出能力(例如,用于接收用户输入的输入;用于引导其它组件的输出)和用于执行设备功能的多个嵌入式例程的微处理器来实现。在更一般的意义上,存储器130的功能模块(例如,下面讨论的一个或多个应用132)可以以硬件、软件和/或固件实现,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。

根据一些实施例,存储器130可能已在其中存储(或以其它方式能够访问)一个或多个应用132。在一些实例中,给定的启用LCom的照明设备100可被配置成例如经由存储在存储器130中的一个或多个应用132接收输入(例如,诸如点亮模式、LCom数据等)。可存储在存储器130中(或者可以其它方式对给定的启用LCom的照明设备100可访问)的其它合适的模块、应用和数据将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

根据一些实施例,给定的启用LCom的照明设备100的一个或多个固态光源110可被电子地控制,例如以输出光和/或用LCom数据(例如,LCom信号)编码的光。为了该目的,根据一些实施例,给定的启用LCom的照明设备100可包括或以其它方式与一个或多个控制器150通信地耦合。在一些实施例中,诸如在图2A中图示的实施例,控制器150可由给定的启用LCom的照明设备100主控,并且与该启用LCom的照明设备100的一个或多个固态光源110(1-N)操作地耦合(例如,经由通信总线/互连)。在该示例性情况下,控制器150可向固态光源110中的任何一个或多个输出数字控制信号,并且可以例如基于从给定的本地源(例如,诸如板载存储器130)和/或远程源(例如,诸如控制接口、可选的服务器/网络300等)接收的有线和/或无线输入而这样做。结果,可以这样的方式控制给定的启用LCom的照明设备100,以便输出任何数量的输出光束(1-N),该光束可包括光和/或LCom数据(例如,LCom信号),如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。

然而,本公开不限于此。例如,在一些其它实施例中,诸如在图2B中图示的实施例,控制器150可部分或整体由给定的启用LCom的照明设备100的给定的固态光源的110主控,并且与一个或多个固态光源110操作地耦合(例如,经由通信总线/互连)。如果启用LCom的照明设备100包括主控它们自己的控制器150的多个这样的固态光源110,则每个这样的控制器150在某种意义上可被认为是向启用LCom的照明设备100提供分布式控制器150的迷你控制器。在一些实施例中,控制器150可被填充在例如主固态光源110的一个或多个PCB上。在该示例性情况下,控制器150可向启用LCom的照明设备100的相关联的固态光源110输出数字控制信号,并且可以例如基于从给定的本地源(例如,诸如板载存储器130)和/或远程源(例如,诸如控制接口、可选的服务器/网络300等)接收的有线和/或无线输入而这样做。结果,可以这样的方式控制启用LCom的照明设备110,以便输出可包括光和/或LCom数据(例如,LCom信号)的任何数量的输出光束(1-N),如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。

根据一些实施例,给定的控制器150可主控一个或多个照明控制模块,并且可以被编程或以其它方式配置成输出一个或多个控制信号,例如以调节给定的固态光源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可被配置成输出控制信号,以控制给定的固态发射器的光束是否是开/关。在一些实例中,给定的控制器150可被配置成输出控制信号,以控制由给定的固态发射器发射的光的强度/亮度(例如,变暗;增亮)。在一些情况下,给定的控制器150可被配置成输出控制信号,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)。从而,如果给定的固态光源110包括被配置成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节不同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可被配置成向编码器172(下面讨论的)输出控制信号,以促进由给定的启用LCom的照明设备100编码LCom数据以用于传输。在一些实施例中,控制器150可被配置成向调制器174(下面讨论的)输出控制信号,以促进由给定的启用LCom的照明设备100调制LCom信号以用于传输。用于给定的启用LCom的照明设备100的给定的控制器150的其它合适的配置和控制信号输出将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

根据一些实施例,给定的启用LCom的照明设备100可包括编码器172。在一些实施例中,编码器172可被配置成例如编码为其由主启用LCom的照明设备100传输准备的LCom数据。为了该目的,编码器172可被提供有任何适当的配置,如将根据本公开显而易见。

根据一些实施例,给定的启用LCom的照明设备100可包括调制器174。在一些实施例中,调制器174可被配置成例如调制为其由主启用LCom的照明设备100传输准备的LCom信号。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),该电子驱动器被配置用于在例如控制给定的固态光源110的一个或多个固态发射器的输出中使用。在一些实施例中,调制器174可被配置成控制给定的固态发射器(或发射器的分组)的开/关状态、调光水平、发射的颜色、相关色温(CCT)和/或颜色饱和度。为了这样的目的,调制器174可利用任何宽范围的驱动技术,包括例如:(1)脉冲宽度调制(PWM)调光协议;(2)电流调光协议;(3)用于交流电的三极管(TRIAC)调光协议;(4)恒定电流减少(CCR)调光协议;(5)脉冲频率调制(PFM)调光协议;(6)脉冲码调制(PCM)调光协议;(7)线电压(干线)调光协议(例如,调光器连接在调制器174的输入之前以调节到调制器174的AC电压);和/或(8)任何其它合适的照明控制/驱动技术,如将根据本公开显而易见。用于调制器174的其它合适的配置和控制/驱动技术将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

根据一些实施例,给定的启用LCom的照明设备100可包括乘法器176。乘法器176可被配置为典型地进行,并且在一些示例性实施例中可被配置成将从上游调制器174接收的输入与从环境光传感器165(下面讨论的)接收的输入相组合。在一些实例中,乘法器176可被配置成增加和/或减小穿过其的信号的幅度,如所期望的。用于乘法器176的其它合适的配置将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

根据一些实施例,给定的启用LCom的照明设备100可包括加法器178。加法器178可被配置为典型地进行,并且在一些示例性实施例中可被配置成将从上游乘法器178接收的输入与DC水平输入相组合。在一些实例中,加法器178可被配置成增加和/或减小穿过其的信号的幅度,如所期望的。用于加法器178的其它合适的配置将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

根据一些实施例,给定的启用LCom的照明设备100可包括数模转换器(DAC)180。DAC 180可被配置为典型地进行,并且在一些示例性实施例中可被配置成将数字控制信号转换成模拟控制信号,以应用于主启用LCom的照明设备100的给定的固态光源110以从其输出LCom信号。用于DAC 180的其它合适的配置将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

如先前所述,根据一些实施例,给定的启用LCom的照明设备100可被配置成输出光和/或用LCom数据(例如,LCom信号)编码的光。根据本公开的实施例,图3图示可由启用LCom的照明设备100发送的示例性任意LCom信号。如这里可以看到的,根据一些实施例,启用LCom的照明设备100可被配置成在给定的时间间隔(t1-t0)期间以给定的传输速率发送给定的LCom信号。在一些情况下,给定的启用LCom的照明设备100可被配置成重复地输出其一个或多个LCom信号。在任何情况下,可定制传输速率,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。

根据一些实施例,给定的启用LCom的照明设备100可包括一个或多​​个传感器160。在一些实施例中,给定的启用LCom的照明设备100可选地可包括高度计161。当被包括时,高度计161可被配置为典型地进行,并且在一些示例性实施例中可被配置成帮助确定主启用LCom的照明设备100相对于给定的固定水平(例如,地板、墙壁、地面或其它表面)的高度。在一些实施例中,给定的启用LCom的照明设备100可选地可包括地磁传感器163。当被包括时,地磁传感器163可被配置为典型地进行,并且在一些示例性实施例中可被配置成确定主启用LCom的照明设备100相对于地磁极点(例如,地磁北极)或其他期望的航向的定向和/或移动,其可被​​定制为针对给定的目标应用或最终用途所期望的那样。在一些实施例中,给定的启用LCom的照明设备100可选地可包括环境光传感器165。当被包括时,环境光传感器165可被配置为典型地进行,并且在一些示例性实施例中可被配置成检测和测量在主启用LCom的照明设备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可被配置成例如向启用LCom的照明设备100的乘法器176输出信号。在一些实施例中,给定的启用LCom的照明设备100可选地可包括陀螺仪传感器167。当被包括时,陀螺仪传感器167可被配置为典型地进行,并且在一些示例性实施例中可被配置成确定主启用LCom的照明设备100的定向(例如,滚动、俯仰和/或偏航)。在一些实施例中,给定的启用LCom的照明设备100可选地可包括加速度计169。当被包括时,加速度计169可被配置为典型地进行,并且在一些示例性实施例中可被配置成检测主启用LCom的照明设备100的运动。在任何情况下,给定的启用LCom的主照明设备100的给定传感器160可包括机械和/或固态组件,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。此外,应当注意的是:根据一些其它实施例,本公开并不如此仅仅限于这些示例性的可选的传感器160,因为可提供附加和/或不同的传感器160,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。许多的配置将根据本公开显而易见。

根据一些实施例,给定的启用LCom的照明设备100可包括通信模块170,通信模块170可被配置用于有线(例如,通用串行总线或USB、以太网、FireWire等)和/或无线(例如,Wi-Fi、蓝牙等)通信,如所期望的。根据一些实施例,通信模块170可被配置成利用任何宽范围的有线和/或无线通信协议本地和/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)其任何一个或多个的组合。然而,应当注意的是:本公开并不这样限于这些示例性通信协议,如在更一般的意义上,并且根据一些实施例,有线和/或无线、标准和/或定制/专用的任何合适的通信协议可由通信模块170利用,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。在一些实例中,通信模块170可被配置成促进启用LCom的照明设备100之间的照明设备间的通信。为了该目的,通信模块170可被配置成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),如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。用于通信模块170的其它合适的配置将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

图4图示根据本公开的实施例配置的示例性计算设备200。如本文所讨论的,根据一些实施例,计算设备200可被配置成:(1)检测由进行发送的启用LCom的照明设备100发射的LCom信号的光脉冲;以及(2)从检测到的LCom信号解码LCom数据。为了这些目的,计算设备200可以是任何宽范围的计算平台,移动的或以其它方式。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/笔记本计算机或亚笔记本计算机;(2)平板或平板手机计算机;(3)移动电话或智能电话;(4)个人数字助理(PDA);(5)便携式媒体播放器(PMP);(6)蜂窝手持机;(7)手持式游戏设备;(8)游戏平台;(9)台式计算机;(10)电视机;(11)可穿戴或以其它方式的体带式计算设备,诸如智能手表、智能眼镜或智能头套;和/或(12)其任何一个或多个的组合。用于计算设备200的其它合适的配置将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

如可以从图4中看到的,计算设备200可包括存储器210和一个或多个处理器220。存储器210可以具有任何合适的类型(例如,RAM和/或ROM,或其它合适的存储器)和大小,并且在一些情况下可用易失性存储器、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可被配置为典型地进行,并且在一些实施例中可被配置成例如执行与计算设备200及其一个或多个模块(例如,在存储器210内或其它地方)相关联的操作。在一些情况下,存储器210可被配置成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/或在临时或永久的基础上在计算设备200上存储媒体、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。根据一些实施例,存储器210的给定模块可以以任何合适的标准和/或定制/专用编程语言来实现,诸如例如:(1)C;(2)C++;(3)objective C;(4)JavaScript;和/或(5)任何其它合适的定制或专用指令集,如将根据本公开显而易见。存储器210的模块可以例如在机器可读介质上编码,其在由处理器220运行时部分或整体执行计算设备200的功能。计算机可读介质可以例如是硬盘驱动器、压缩盘、存储器棒、服务器、或者包括可执行指令的任何合适的非临时性计算机/计算设备存储器、或者多个这样的存储器或这样的存储器的组合。其它实施例例如可以用门级逻辑或专用集成电路(ASIC)或芯片组或其它这样的特制逻辑来实现。一些实施例可以用具有输入/输出能力(例如,用于接收用户输入的输入;用于引导其它组件的输出)和用于执行设备功能的多个嵌入式例程来实现的微处理器。在更一般的意义上,可以以硬件、软件和/或固件实现存储器210的功能模块(例如,诸如OS212,UI 214和/或一个或多个应用216,每一个在下面讨论的),如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。

根据一些实施例,存储器210可包括操作系统(OS)212。OS 212可以用任何合适的OS来实现,移动的或以其它方式的,诸如例如:(1)来自Google公司的Android OS;(2)来自Apple公司的iOS;(3)来自BlackBerry公司的BlackBerry OS;(4)来自Microsoft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)其任何一个或多个的组合。如将根据本公开所理解的,OS 212可被配置成例如帮助在其流过计算设备200期间处理LCom数据。用于OS 212的其它合适的配置和能力将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

根据一些实施例,计算设备200可包括用户接口(UI)模块214。在一些情况下,可以在存储器210(例如,如图4中一般所示)中实现UI ​​214,而在一些其它情况下,可以在地点的组合(例如,在存储器210和显示器230处,下面讨论的)中实现UI ​​214,从而向UI 214提供给定功能分布程度。根据一些实施例,UI 214可被配置成在显示器230处呈现图形UI(GUI),显示器230被配置成例如帮助执行本文讨论的任何各种LCom相关的技术。用于UI214的其它合适的配置和能力将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

根据一些实施例,存储器210可能已经在其中存储(或以其它方式能够访问)一个或多个应用216。在一些实例中,计算设备200可被配置成例如经由存储在存储器210中的一个或多个应用216(例如,诸如室内导航应用)接收输入。可存储在存储器210中(或者可以其它方式对计算设备200可访问)的其它合适的模块、应用和数据将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

如可以从图4进一步看到的,根据一些实施例,计算设备200可包括显示器230。显示器230可以是被配置成在其处显示或以其它方式生成图像(例如,图像、视频、文本和/或其它可显示内容)的任何电子视觉显示器或其它设备。在一些实例中,显示器230可被部分或整体地与计算设备200集成,而在一些其它实例中,显示器230可以是被配置成使用任何合适的有线和/或无线通信装置与计算设备200通信的独立组件。

在一些情况下,显示器230可选地可以是触摸屏显示器或其它触摸敏感显示器。为了该目的,显示器230可利用任何宽范围的触摸感测技术,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)其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,可选地触摸敏感显示器230一般可被配置成检测或以其它方式感测来自用户的手指、指示笔(stylus)的直接和/或接近接触,或者在该显示器230的给定的地点处的其它合适的实现。在一些情况下,可选地触摸敏感显示器230可被配置成将这样的接触翻译成电子信号,所述电子信号可以由计算设备200(例如,由其一个或多个处理器220)处理并且被操纵或以其它方式用于触发给定的GUI动作。在一些情况下,触摸敏感显示器230可促进用户经由由这样的显示器230呈现的GUI与计算设备200的交互。用于显示器230的许多合适的配置将根据本公开显而易见。

根据一些实施例,计算设备200可包括通信模块240,所述通信模块240可被配置用于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、FireWire等)和/或无线(例如,Wi-Fi、蓝牙等)通信,如所期望的。根据一些实施例,通信模块240可被配置成利用任何宽范围的有线和/或无线通信协议本地和/或远程地通信,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)基于因特网的通信协议;(10)基于卫星的通信协议;和/或(11)其任何一个或多个的组合。然而,应当注意的是:本公开不这样仅仅限于这些示例性通信协议,如在更一般的意义上,并且根据一些实施例,任何合适的通信协议(有线和/或无线、标准和/或定制/专用的)可由通信模块240利用,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。在一些实例中,通信模块240可被配置成与一个或多个启用LCom的照明设备100通信。在一些情况下,计算设备200的通信模块240和给定的启用LCom的照明设备100的通信模块170可被配置成利用相同的通信协议。在一些情况下,通信模块240可被配置成与服务器/网络300(下面讨论的)通信。用于通信模块240的其它合适的配置将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

此外,如从图4中可以看到的,根据一些实施例,计算设备200可包括一个或多​​个图像捕获设备250,诸如面向前方的图像捕获设备252和/或面向后方的图像捕获设备254。为了本公开的理解的一致性和易用性,在下文中面向前方的图像捕获设备252和面向后方的图像捕获设备254一般可被统称为图像捕获设备250,除非分别引用。

给定的图像捕获设备250可以是被配置成捕获数字图像的任何设备,诸如静态摄像机(例如,被配置成捕获静态照片的摄像机)或视频摄像机(例如,被配置成捕获包括多个帧的移动​​图像的摄像机)。在一些情况下,给定的图像捕获设备250可包括组件,诸如例如光学组件、图像传感器和/或图像/视频编码器,并且可被部分或整体地与计算设备200集成。可以硬件、软件和/或固件的任何组合实现给定的图像捕获设备250的这些组件(以及其它,如果有的话),如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。给定的图像捕获设备250可以被配置成使用例如可见光谱和/或不限定于红外(IR)光谱、紫外(UV)光谱等的电磁波光谱的其它部分中的光来操作。在一些实例中,给定的图像捕获设备250可被配置成连续地获取成像数据。如本文所描述的,根据一些实施例,计算设备200的给定的图像捕获设备250可被配置成检测光和/或进行发送的启用LCom的照明设备100的LCom信号输出。在一些实例中,给定的图像捕获设备250可以例如是像在智能电话或其它移动计算设备中典型地发现的摄像机。用于计算设备200的给定的图像捕获设备250(例如,面向前方的图像捕获设备252;面向后方的图像捕获设备254)的其它合适的配置将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

根据一些实施例,计算设备200可包括一个或多​​个传感器260。在一些实施例中,计算设备200可选地可包括地磁传感器263。当被包括时,地磁传感器263可被配置为典型地进行,并且在一些示例性实施例中可被配置成确定主计算设备200相对于地磁极(例如,地磁北极)或其它期望的航向的定向和/或移动,这可如针对给定的目标应用或最终用途所期望的那样被定制。在一些实施例中,计算设备200可选地可包括环境光传感器265。当被包括时,环境光传感器265可被配置为典型地进行,并且在一些示例性实施例中可被配置成检测和测量在主计算设备200的周围环境中的环境光水平。在一些实施例中,计算设备200可选地可包括陀螺仪传感器267。当被包括时,陀螺仪传感器267可被配置为典型地进行,并且在一些示例性实施例中可被配置成确定主计算设备200的定向(例如,滚动、俯仰和/或偏航)。在一些实施例中,计算设备200可选地可包括加速度计269。当被包括时,加速度计269可被配置为典型地进行,并且在一些示例性实施例中可被配置成检测主计算设备200的运动。在任何情况下,给定的主计算设备200的给定的传感器260可包括机械和/或固态组件,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。还应当注意的是:根据一些其它实施例,本公开不这样仅仅限于这些示例性的可选的传感器260,因为可提供附加和/或不同的传感器260,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。许多的配置将根据本公开显而易见。

根据一些实施例,计算设备200可包括或以其它方式与一个或多个控制器270通信地耦合。给定的控制器270可被配置成输出一个或多个控制信号以控制计算设备200的各种组件/模块中的任何一个或多个,并且可例如基于从给定的本地源(例如,诸如板载存储器210)和/或远程源(例如,诸如控制接口、可选的服务器/网络300等)接收的有线和/或无线输入而这样做。根据一些实施例,给定的控制器270可主控一个或多个控制模块,并且可以被编程或以其它方式配置成输出一个或多个控制信号,例如以调节计算设备200的给定部分的操作。例如,在一些情况下,给定的控制器270可被配置成输出控制信号以控制给定的图像捕获设备250(例如,面向前方的图像捕获设备252和/或面向后方的图像捕获设备254)的操作。在一些实例中,给定的控制器270可被配置成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的给定控制器270的其它合适的配置和控制信号输出将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

如可以从图4进一步看到的,根据一些实施例,计算设备200可包括音频输出设备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它设备。音频输出设备280可以被配置成例如重现其主计算设备200本地d 和/或由其主计算设备200接收的声音。在一些实例中,音频输出设备280可被部分或整体地与计算设备200集成,而在一些其它实例中,音频输出设备280可以是被配置成使用任何合适的有线和/或无线通信手段与计算设备200通信的独立组件,如所期望的。用于音频输出设备280的其它合适的类型和配置将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

服务器/网络300可以是任何合适的公共和/或私有通信网络。例如,在一些情况下,服务器/网络300可以是操作地耦合到广域网(WAN)(诸如因特网)的私有局域网(LAN)。在一些情况下,服务器/网络300可包括一个或多​​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,服务器/网络300可包括无线局域网(WLAN)(例如,Wi-Fi无线数据通信技术)。在一些实例中,服务器/网络300可包括蓝牙无线数据通信技术。在一些情况下,服务器/网络300可包括支持基础设施和/或功能,诸如服务器和服务提供商,但这样的特征对经由服务器/网络300执行通信不是必要的。在一些实例中,计算设备200可被配置用于例如与服务器/网络300和一个或多个启用LCom的照明设备100通信耦合。在一些情况下,计算设备200可被配置成接收来自服务器/网络300的数据,例如,该数据用于补充由计算设备200从给定的启用LCom的照明设备100接收的LCom数据。在一些实例中,计算设备200可被配置成接收来自服务器/网络300的数据(例如,诸如位置、ID和/或与涉及给定的启用LCom的照明设备100的其它数据),该数据促进经由一个或多个启用LCom的照明设备100的室内导航。在一些情况下,服务器/网络300可包括或以其它方式能够访问可由与其通信地耦合的计算设备200访问的数据的一个或多个查找表。用于服务器/网络300的许多配置将根据本公开显而易见。

用于在LCom中增强波特率的技术

如先前指出的,有许多与通过光调制数据并将其发送到用于LCom的空间中相关联的非平凡挑战。例如,为了防止或以其它方式最小化光输出中的视觉伪影和其它可感知的变化,可能期望使LCom光源来以足够高的速度发送。然而,由给定接收器设备调制的光的有效的检测取决于该设备是否具有足够的接收能力。当前可用的智能电话摄像机典型地具有30帧/秒(FPS)或60 FPS的最大帧速率,提供仅仅非常有限的低速接收能力。因此,当前没有已知的方式来在获得通过光而无需下列任一个调制的数据中有效地利用现有的智能电话摄像机硬件:(1)在发送的光输出方面做出改变,其对于用户和任何旁观者将是可感知的;或(2)向接收器设备添加昂贵的、特殊化的接收器硬件。

从而,并且根据一些实施例,公开了技术,用于以允许其经由面向前方的图像捕获设备252检测的方式编码LCom数据,面向前方的图像捕获设备252诸如例如具有30 FPS的帧速率的标准低速智能电话摄像机。在一些情况下,公开的技术例如可以用于以下列方式编码和解码LCom数据:(1)防止或以其它方式最小化由进行发送的启用LCom的照明设备100输出的光的可感知的闪烁;和/或(2)避免或以其它方式减少在计算设备200处对附加的、特殊化的接收器硬件的需要。在一些情况下,公开的技术可以用于例如增强进行发送的启用LCom的照明设备100和进行接收的计算设备200之间的波特率。例如,如果面向前方的图像捕获设备252是被配置成以30 FPS、以VGA分辨率(640×480像素)捕获图像的典型的智能电话面向前方的摄像机,并且如果利用标准RGB颜色简档,则由该面向前方的图像捕获设备252捕获的每个帧是大约900KB的图像数据(640像素×480像素×3颜色)。从而,根据示例性实施例,以30 FPS的帧速率,该面向前方的图像捕获设备252每秒可捕获大约27MB的原始图像数据。

图5A是图示根据本公开的实施例的经由滚动快门编码方案编码LCom数据的示例性过程的流程图。如可以看到的,流程可如在块501中开始于执行滚动快门图像捕获,其包括发送LCom信号的启用LCom的照明设备100。例如可经由计算设备200的面向前方的图像捕获设备252执行滚动快门图像捕获。滚动快门图像捕获的持续时间可被定制,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的,并且在一些情况下可能至少与在重复传输之前对于启用LCom的照明设备100进行其LCom数据的一个完整传输所花费的时间间隔(t1-t0)一样长(例如,如上关于图3所讨论的)。

此后,流程可如在块503中继续解码存在于每个捕获的图像帧中的任何LCom数据。在滚动快门图像捕获期间,面向前方的图像捕获设备252可以给定的帧速率(N帧/秒)捕获多个图像帧(帧1-N)。根据一些实施例,面向前方的图像捕获设备252可被配置成以帧速率捕获图像,例如在大约24-60>N)总的来说包含完整LCom数据。从而,如果面向前方的图像捕获设备252执行滚动快门图像捕获,例如以30>

此后,流程可如在块505中继续使用从每个捕获的图像帧解码的部分LCom数据重构所发送的LCom信号的完全LCom数据。由于每个捕获的图像帧接收仅部分LCom数据,在执行滚动快门图像捕获的足够长的时间间隔期间,可以在多个图像帧(1-N)期间利用由面向前方的图像捕获设备252捕获的部分LCom数据的全部(或某个子集)来重构完全LCom数据分组。从而,如果进行发送的启用LCom的照明设备100以30>

图5C是图示根据本公开的实施例的经由欠采样/混叠方案编码LCom数据的示例性过程的流程图。如可以看到的,流程可如在块511中开始于捕获包括发送LCom信号的启用LCom的照明设备的图像。根据实施例,例如可经由计算设备200的面向前方的图像捕获设备252执行图像捕获。

此后,流程可如在块513中继续以编码LCom信号的LCom数据的调制频率对捕获的图像数据进行采样,但是欠采样至少一个像素。根据一些实施例,启用LCom的照明设备100可被配置成调制其LCom信号(例如,经由调制器174),而不以给定的固定的调制频率滤波。例如,考虑图5D,根据本公开的实施例,图5D图示固定调制频率的示例性调制信号。如可以在这里看到的,在一些情况下,大于或等于大约1kHz的调制频率可由启用LCom的照明设备100在调制其LCom数据中利用。本公开不如此仅仅限于该示例性调制频率范围,然而,如在更一般的意义上,并且根据一些实施例,调制频率可以是足以防止或以其它方式最小化可感知的闪烁(例如,对用户或任何旁观者可感知)的任何合适的频率。在一些情况下,固定调制频率可选地可被调节以计及抖动(ϵ)。

通常,为了根据奈奎斯特准则重构未知的模拟信号,必须以是信号中的最高频率分量的两倍的频率来采样该信号。然而,如果编码方案(例如,调制频率)是事先已知的,则来自模拟LCom信号的信息可以利用比正常将需要的低得多的采样率来捕获和解码。从而,根据一些实施例,由启用LCom的照明设备100发送的LCom数据可由计算设备200以与由启用LCom的照明设备100编码LCom数据相同的调制频率来采样,而欠采样至少一个指定的像素。根据一些实施例,欠采样率可以例如在大约24-60 FPS的范围内。在其中面向前方的图像捕获设备252是例如标准低速智能电话摄像机的一些情况下,欠采样率可以是30 FPS或60FPS。其它合适的欠采样率将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

此后,流程可如在块515中继续使用至少一个欠采样的像素的检测的波动来重构发送的LCom信号的完全LCom数据。如先前指出的,如果启用LCom的照明设备100的调制频率是预先已知的,则可以违反奈奎斯特准则以从由面向前方的图像捕获设备252接收的LCom信号提取完整LCom数据。假设由启用LCom的照明设备100发送的LCom信号可被重复(例如,如以上关于图3所讨论的),可在给定的时间段期间由面向前方的图像捕获设备252通过检测启用LCom的照明设备100的图像所聚焦于的其一个或多个像素的光强度并且分析一个或多个欠采样的像素的检测到的波动来获得整个LCom数据分组。更特别地,假设LCom信号被重复发送,启用LCom的照明设备100和面向前方的图像捕获设备252之间的拍频(beatfrequency)可被实现,在其处计算设备200可以以光栅扫描方式接收LCom数据并将该LCom数据重新组装成由启用LCom的照明设备100发送的LCom数据分组。完全LCom数据的重构可例如经由计算设备200的处理器220来执行,并且在一些情况下可由从而由其主控或以其它方式可对其访问的应用216(例如,在存储器210中)帮助。

关于图5A和5C的方法的许多变型将根据本公开显而易见。如将理解的,并且根据一些实施例,图5A中所示的功能块(例如,501;503;505)中的每一个和图5C中所示的功能块(例如,511;513;515)中的每一个可以被实现为例如模块或子模块,该模块或子模块在由一个或多个处理器220执行或以其它方式被操作时使得执行如本文所述的相关联的功能。模块/子模块可例如以软件(例如,存储在一个或多个计算机可读介质上的可执行指令)、固件(例如,可具有用于征求来自用户的输入并提供对用户请求的响应的I/O能力的微控制器或其它设备的嵌入式例程)和/或硬件(例如,门级逻辑、现场可编程门阵列、特制硅等)来实现。

根据一些实施例,与本文所述的滚动快门编码方案和/或欠采样/混叠编码方案相关联的操作可以例如利用在计算设备200上(例如,在存储器210内)或以其它方式可对其访问的一个或多个应用216来实现。根据一些实施例,随着硬件组件随着时间的推移相对于发送器侧(例如,启用LCom的照明设备100)和接收器侧(例如,计算设备200)二者改善,诸如高速数据流之类的特征可以例如经由软件、固件、硬件或其组合来实现。

如先前指出的,在一些情况下,可以使用公开的技术例如以允许由给定的计算设备200利用存在于或以其它方式已经本地于该计算设备200的硬件来检测通过用于LCom的光的数据调制。例如,在示例性情况下可以使用公开的技术,以允许智能电话或其它移动计算设备的标准低速摄像机与一个或多个启用LCom的照明设备100有效地从事LCom。在一些情况下,可经由软件部分或整体地提供本文讨论的技术,而不使用特殊化的硬件。然而,本公开不被如此限制,如在一些情况下,用于通过光的LCom数据调制的检测的附加和/或不同的硬件可操作地与计算设备200耦合。例如,根据一些实施例,光传感器电子狗(dongle)、颜色传感器电子狗或其它合适的硬件可选地可与计算设备200通信地耦合,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。在一些这样的实例中,附加的/不同的光感测硬件可与存在于或以其它方式已经本地于计算设备200的硬件(例如,诸如面向前方的图像捕获设备252)结合使用,而在一些其它实例中,可排他地或以其它方式优​​于计算设备200的本地组件使用附加/不同的光感测硬件。

用于在LCom中的自适应光调制的技术

基于光的通信的现有的方法利用固定调制深度。然而,假设这些方法的选择的固定调制深度必须在最坏情况的条件下保证可接受的SNR,从而在更有利的情况和环境下不是最优的(即,不是最小的)。典型地,用于基于光的通信的全幅度光调制负面地影响发射器效率和发射质量(例如,如由闪烁值评估)。高频光调制可以减少对光质量的这种负面影响,但是在依靠低带宽接收器时可能不适用。此外,高频调制对驱动器电子设备提出附加和更严格的要求,诸如负载瞬变响应时间,这在这样的方法中实现是更复杂的且昂贵的。

从而,并且根据一些实施例,公开了用于至少部分地基于环境光水平而动态调节光调制深度的技术。根据公开的自适应光调制方案,给定的启用LCom的照明设备100可被配置成动态调节调制深度和/或控制信噪比(SNR),使得平均光信号保持恒定,而不管正在发送什么LCom数据。例如,考虑图6A,图6A是图示根据本公开的实施例的针对自适应调制深度的示例性情况的作为时间的函数的光水​​平的图。根据一些实施例,光调制深度可被动态调节,例如根据通过测量启用LCom的照明设备100的环境的环境照明条件而评估的给定的最小光调制深度。在一些实例中,可以使用公开的技术提供最优的或其它目标SNR。在更一般的意义上,并且根据一些实施例,与脉冲光信号相关联的调制深度可部分或整体地基于例如经由环境光传感器265检测的环境光水平而变化。

根据一些实施例,启用LCom的照明设备100可包括控制电路,该控制电路被配置成动态调节光调制深度,例如基于源自环境光测量的输入参数。例如,考虑图6B,图6B是图示根据本公开的实施例配置的启用LCom的照明设备100的控制回路的框图。如可以看到的,在一些实施例中,控制回路可包括以下的一个或多​​个:(1)编码器172;(2)调制器174;(3)环境光传感器165;(4)乘法器176;(5)加法器178;以及(6)DAC 180。根据一些实施例,控制回路可与一个或多个固态光源110通信地耦合。根据一些实施例,控制回路可被配置成自适应地改变启用LCom的照明设备100的调制幅度,以保持SNR大体上恒定(例如,精确地恒定或以其它方式在给定的容限内)。以这种方式,启用LCom的照明设备100可提供LCom,例如,甚至当环境光水平不恒定时。在一些情况下,根据一些实施例,可在调制深度的范围上针对脉冲光信号维持恒定的SNR。

图6C是图示根据本公开的实施例的动态调节LCom信号的调制深度的过程的流程图。如可以看到的,流程可如在块601中开始于用待发送的LCom数据编码数字控制信号。LCom数据可由本地源(例如,存储器130)和/或远程源(例如,经由任何合适的有线和/或无线通信手段的控制接口、可选的服务器/网络300或其它提供商)提供。可经由给定的启用LCom的照明设备100的编码器172部分或整体地执行编码。在一些实施例中,编码器172可被配置成编码LCom数据,例如使用曼彻斯特编码(例如,相位编码或PE)。在曼彻斯特编码的情况下,每个LCom数据位的编码可具有至少一个转变,并且可占用相同的时间。因此,它可不具有DC分量,并且可以是自定时的,这意味着时钟信号可以从编码的LCom数据来恢复。根据一些实施例,在公开的自适应光调制方案中使用曼彻斯特编码可确保恒定的平均光水平,而不管发送什么LCom数据。然而,应当注意的是:本公开不这样仅仅限于使用曼彻斯特编码,如根据一些其它实施例,诸如双极编码或归零(RZ)编码之类的其它类型的线路编码可在用LCom数据编码数字控制信号中利用,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。

此后,流程可如在块603中继续调制所得的数字控制信号。根据一些实施例,可经由启用LCom的照明设备100的调制器174部分​​或整体地执行调制。在一些实施例中,调制器174例如可以是被配置成输出脉冲宽度调制(PWM)信号的固态光源驱动器(例如,诸如驱动器120)。用于调制器174的其它合适的配置和输出将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

此后,流程可如在块605中继续基于检测到的环境光水平而调节所得的数字控制信号。根据一些实施例,可执行环境光水平的检测,例如经由给定的启用LCom的照明设备100的环境光传感器165。根据一些实施例,调制器174的信号输出(例如,PWM信号)的幅度可变化,例如通过将控制信号乘以与由启用LCom的照明设备100的环境光传感器165检测的环境光的量直接成比例的因子。更具体地,根据一些实施例,调制的数字控制信号可与例如二进制编码的LCom数据(例如,如由编码器172编码)相乘。可执行调制的控制信号的这样的调节,例如经由启用LCom的照明设备100的乘法器176。可经由调制器174、环境光传感器165和/或乘法器176提供的其它合适的信号调节将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

此后,流程可如在块607中继续基于启用LCom的照明设备100的DC水平而调节所得的数字控制信号。根据一些实施例,可经由给定的启用LCom的照明设备100的加法器178部分​​或整体地执行调节。如将根据本公开所理解的,DC水平可被设置在适合于识别编码的调制的数字控制信号内的编码的LCom数据的任意阈值,并且可以被定制,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。

此后,流程可如在块609中继续将所得的数字控制信号转换成模拟控制信号。根据一些实施例,可经由启用LCom的照明设备100的DAC 180部分​​或整体地执行模拟转换。此后,流程可如在块611中继续将所得的模拟控制信号输出到启用LCom的照明设备100的给定的固态光源110。继而,根据一些实施例,该固态光源110可输出一个或多个LCom信号110。在一些情况下,由启用LCom的照明设备100输出的给定的LCom信号(例如,通过光动态调制的编码的LCom数据)可被发送到计算设备200,所述计算设备200被配置成检测和解码这样的LCom信号。

关于图6C的方法的许多变型将根据本公开显而易见。如将理解的,并且根据一些实施例,图6C中所示的功能块(例如,601;603;605:607;609;611)中的每一个可以被实现为例如模块或子模块,该模块或子模块在由一个或多个处理器140执行或以其它方式操作时使得执行如本文所述的相关联的功能。模块/子模块例如可以软件(例如,存储在一个或多个计算机可读介质上的可执行指令)、固件(例如,可具有用于征求来自用户的输入并提供对用户请求的响应的I/O能力的微控制器或其它设备的嵌入式例程)和/或硬件(例如,门级逻辑、现场可编程门阵列、特制硅等)来实现。

在一些情况下,闪烁值可使用本文公开的技术被保持得尽可能低或以其它方式改善。在一些情况下,公开的技术可以用于例如优化或者以其它方式改善给定的启用LCom的照明设备100的给定的固态光源110的效率,例如在低的或以其它方式有利的环境照明条件下。在一些情况下,公开的技术的使用可允许使用不太复杂的驱动器电子设备(例如,驱动器120)用于固态光源110,例如与涉及高速光调制的当前的基于光的通信方法相比。在一些情况下,公开的技术的使用可允许为了LCom目的而在计算设备200中使用低带宽接收器,诸如典型的智能电话摄像机。

然而,应当注意的是:本公开不这样仅仅限于动态光调制,如在一些其它实施例中,可利用全光调制而没有环境光水平反馈。如将根据本公开所理解的,公开的自适应光调制方案、全光调制方案或高频光调制方案的利用可部分或整体地基于与效率、寿命、光质量(例如,闪烁)、成本和/或硬件可用性(例如,与接收器计算设备200一起包括光电二极管或其它合适的光传感器)相关的考虑。

用于从启用LCom的照明设备发射位置信息的技术

图7A图示根据本公开的实施例的包括启用LCom的照明设备100和计算设备200的示例性LCom系统。在该示例性系统中,启用LCom的照明设备100可以是如本文不同地描述的任何启用LCom的照明设备。另外,计算设备200可以是如本文不同地描述的任何计算设备,并且计算设备200可被配置成接收从启用LCom的照明设备100发射/发送的LCom信号。在该示例性实施例中,照明设备100包括被配置成经由LCom信号发射数据700的至少一个光源,如本文不同地描述的。数据700可包括针对照明设备或其光源的位置信息,诸如相对和/或绝对位置信息,如将在本文中更详细地描述的。数据700还可包括环境标识符,如将在本文中更详细地描述的。数据700还可包括用于照明设备100的标识(ID)。在一些实施例中,照明设备100可包括存储数据700的板载存储器130,和/或照明设备100可包括一个或多​​个通信模块170以接收位置信息(例如经由有线和/或无线通信介质)。此外,在一些实施例中,照明设备100可以例如经由编程接口而可编程,所述编程接口至少允许数据700的配置。

图7B图示根据本公开的实施例的用于从启用LCom的照明设备发射位置信息的示例性方法。为了便于描述,图7A中图示的示例性LCom系统将用于描述图7B的方法。然而,任何合适的LCom系统可用于实现图7B的方法。图7B的方法包括:由照明设备100的至少一个固态光源发射701光输出。发射701可使用如本文不同地描述的任何合适的技术来执行。图7B的方法继续调制703光输出以发射LCom信号,该LCom信号包括数据700,数据700包括指示至少一个光源和/或照明设备100的物理地点的位置信息。可使用至少一个调制器174和任何其它组件执行调制703,如将根据本公开显而易见。数据700可包括相对位置信息、绝对位置信息和/或环境标识符(ID)。在其中环境标识符(ID)被包括在数据700中的实施例中,环境ID可指示使用哪个或哪些地图用于位置信息的解释,如将在本文更详细地描述的。另外,环境ID可指示照明设备100所在的实体的类型,诸如火车、飞机、轮船、电梯等。此外,环境ID可指示照明设备100所在的具体实体,诸如特定的零售店建筑物、特定的军舰、在建筑物内的特定电梯等。

在一些实施例中,数据700包括用于照明设备100的相对位置信息。在一些情况下,相对位置信息包括相对于照明设备100的环境内的原点或物理地点的坐标。在一些情况下,相对位置信息包括相对于原点或物理地点的六个自由度的偏移,六个自由度的偏移可以包括高度偏移、北/南方向偏移、西/东方向偏移、和/或照明设备100的俯仰、滚动和偏航。在一些这样的情况下,可使用数据700、环境ID和/或照明设备ID(例如,使用查找表)提供原点和/或用于原点的位置信息。在一些情况下,数据700可包括用于帮助确定照明设备100的物理地点的相对位置信息。例如,发射相对位置信息可特别有益于移动的/移动设备,诸如在轮船、火车、飞机和电梯中的照明设备。在移动的/移动照明设备的情况下,可实时更新动态位置信息。例如,在电梯中的照明设备的情况下,随着它在楼层之间移动,照明设备的楼层位置可使用任何合适的技术来实时更新,如将根据本公开显而易见。

在一些实施例中,数据700包括用于照明设备100的绝对位置信息。在一些情况下,绝对位置信息可包括照明设备100的全球坐标。在一些这样的情况下,全球坐标可经由GPS接收器来获得。在一些情况下,绝对位置信息可包括用于照明设备100的相对于原点和原点的绝对位置的位置信息。在一些这样的情况下,可使用数据700、环境ID和/或照明设备ID(例如,使用查找表)提供原点和/或用于原点的位置信息。在一些情况下,数据700可包括用于帮助确定照明设备100的物理地点的绝对位置信息。例如,如果照明设备100位于建筑物内,绝对位置信息可以是静态的,并且例如如果照明设备100位于诸如轮船、火车、飞机或电梯之类的移动的环境中,绝对位置信息可以是动态的。在移动的/移动照明设备的情况下,动态位置信息可被自动或实时更新。例如,在轮船中的照明设备的情况下,照明设备的绝对位置信息(例如,全球坐标)和/或用于原点或物理地点的用于计算照明设备的绝对位置的绝对位置信息可随着轮船移动而使用任何合适的技术来实时更新,如将根据本公开显而易见。

用于从启用LCom的照明设备发射位置信息的技术的示例性替代方案包括:经由LCom信号接收照明设备标识符(ID),但没有位置信息,并且然后使用ID(例如,经由查找表)确定照明设备的位置。然而,这样的替代方案可消耗更多的存储器,导致更高的计算开销和/或消耗更多的能量或功率。因此,本文不同地描述的技术可以用于更有效地和/或高效地提供照明设备位置信息。另外,例如,通过从照明设备经由LCom信号发射位置信息,该技术可允许更开放的协议,其中接收器可以例如在不参考查找表的情况下直接解码和使用位置信息。另外,例如,该技术可为移动照明设备提供益处,诸如能够实时更新照明设备处的动态位置信息,而无需更新外部源,诸如查找表。当照明设备被移动到不同地点时,也可实现这样的益处。技术的附加益处将根据本公开显而易见。

用于在LCom中的光感测设备的选择性使用的技术

如将根据本公开所理解的,现有的智能电话和其它移动计算设备本地的摄像机和传感器最初不被设计用于LCom。因此,有许多与使用这样的摄像机和传感器在照明设备和接收器设备之间建立LCom相关联的非平凡挑战。另外,例如为了室内定位的目的,在使用这样的设备来计算定位中有非平凡挑战。

从而,并且根据一些实施例,公开了用于确定如何和何时利用计算设备200的给定的光敏感设备(例如,面向前方的图像捕获设备252;面向后方的图像捕获设备254;环境光传感器265)用于检测由启用LCom的照明设备100发送的LCom信号的脉冲光的目的的技术。根据一些实施例,确定在聚集LCom数据中利用仅图像捕获设备250、仅环境光传感器265还是其组合可部分或整体地基于包括时间、地点和/或情境的因素。

图8A是根据本公开的实施例的图示可选地利用计算设备200的多个光感测设备接收LCom数据的方法的流程图。如可以看到的,流程可如在块801中开始于用第一光感测设备以第一采样率检测LCom信号。在一些实施例中,第一光感测设备可以是例如计算设备200的图像捕获设备250。在一些这样的情况下,第一采样率可以例如在大约24-60帧每秒(FPS)的范围内。在一些其它实施例中,第一光感测设备可以是例如计算设备200的环境光传感器265。在一些这样的情况下,第一采样率可以例如在大约300Hz或更大的范围内。其它合适的光感测设备和采样率将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

此后,流程可如在块803中继续从检测到的LCom信号解码第一LCom数据,并且如在块805中分析第一LCom数据。根据一些实施例,可经由计算设备200的一个或多个处理器220部分或整体地执行第一LCom数据的解码和/或分析。在一些情况下,可经由计算设备200的一个或多个应用216来促进第一LCom数据的解码和/或分析。

在一些情况下,流程随后可可选地如在块807中继续用第二光感测设备以第二采样率检测LCom信号。如果第一光感测设备是计算设备200的环境光传感器265,则在一些情况下,第二光感测设备可以是例如计算设备200的图像捕获设备250。如果代替地第一光感测设备是计算设备200的图像捕获设备250,则在一些情况下,第二光感测设备可以是例如计算设备200的环境光传感器265。如将根据本公开所理解的,根据一些实施例,第二采样率可以是以上例如关于计算设备200的第一光感测设备的第一采样率讨论的任何示例性采样率。在一些情况下,第二采样率可与第一采样率大体上相同(例如,与其确切相同或在给定的容差范围内)。在一些其它情况下,第二采样率可不同于第一采样率。

此后,流程可选地可如在块809中继续从检测到的LCom信号解码第二LCom数据,并且如在块811中分析第二LCom数据。根据一些实施例,可经由计算设备200的一个或多个处理器220部分或整体地执行第二LCom数据的解码和/或分析。在一些情况下,可经由计算设备200的一个或多个应用216来促进第二LCom数据的解码和/或分析。

图8B是根据本公开的另一个实施例的图示可选地利用计算设备200的多个光感测设备接收LCom数据的方法的流程图。如可以看到的,流程可如在块821中开始于用第一光感测设备以第一采样率和用第二光感测设备以第二采样率检测LCom信号。如将根据本公开所理解的,第一和第二光感测设备可以是以上例如关于图8A讨论的那些中的任何一个或多个(例如,图像捕获设备250;环境光传感器265)。如将进一步理解的,第一和第二采样率可以是以上例如关于图8A讨论的任何示例性采样率。在一些情况下,第一和第二采样率可大体上相同(例如,确切相同或在给定的容差内)。在一些其它情况下,第一和第二采样率可彼此不同。

此后,流程可如在块823中继续从检测到的LCom信号解码第一和第二LCom数据,并且如在块825中分析第一和第二LCom数据。根据一些实施例,可经由计算设备200的一个或多个处理器220部分或整体地执行第一和第二LCom数据的解码和/或分析。在一些情况下,可经由计算设备200的一个或多个应用216来促进第一和第二LCom数据的解码和/或分析。

在一些情况下,例如可在用第一光感测设备检测该LCom信号(例如,如在图8A中)随后的某个时间执行用第二光感测设备检测LCom信号;也就是说,根据一些实施例,可连贯地执行经由第一和第二光感测设备的检测。在一些这样的情况下,在给定的时间第一和第二光感测设备中仅一个可以正执行LCom信号的检测。在一些其它这样的情况下,第一和第二光感测设备中的一个可能正在执行LCom信号的检测,并且然后第一和第二光感测设备中的另一个可在稍后的时间开始执行LCom信号的同时检测。在一些其它情况下,根据一些实施例,可例如在与用第一光感测设备检测该LCom信号(例如,如在图8B中)相同的时间执行用第二光感测设备检测LCom信号;也就是说,可同时执行经由第一和第二光感测设备的检测。在一些这样的情况下,第一和第二光感测设备两者可在相同的时间开始执行LCom信号的检测。根据一些实施例,经由第一和/或第二光感测设备的检测可被连续地、周期性地或以其它方式执行,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。

在一些情况下,第一和第二LCom数据可部分或整体地彼此不同。在一些其它情况下,第一和第二LCom数据可以是部分或整体地彼此重复的。在一些实例中,第一和第二LCom数据中的一个或两者可以是低速LCom数据(例如,如可以由图像捕获设备250检测的那样)。在一些实例中,第一和第二LCom数据中的一个或两者可以是高速LCom数据(例如,如可以由环境光传感器265检测的那样)。根据一些实施例,响应于给定的LCom信号的检测、解码和/或分析中的至少一个,可启用第一和第二光感测设备中的任一个或两者。根据一些实施例,响应于给定的LCom信号的检测、解码和/或分析中的至少一个,可禁用第一和第二光感测设备中的任一个或两者。

关于图8A和8B的方法的许多变型将根据本公开显而易见。如将理解的,并且根据一些实施例,图8A中所示的功能框(例如,801;803;805;807;809;811)中的每一个和图8B中所示的功能框(例如,821;823;825)中的每一个可以被实现为例如模块或子模块,该模块或子模块在由一个或多个处理器220执行或以其它方式操作时使得执行如本文所述的相关联的功能。模块/子模块可例如以软件(例如,存储在一个或多个计算机可读介质上的可执行指令)、固件(例如,可具有用于征求来自用户的输入并提供对用户请求的响应的I/O能力的微控制器或其它设备的嵌入式例程)和/或硬件(例如,门级逻辑、现场可编程门阵列、特制硅等)来实现。

如先前所指出,图8A-8B的流程的第一和第二光感测设备中的任一个或两者可以是根据一些实施例的计算设备200的图像捕获设备250(例如,面向前方的图像捕获设备252;面向后方的图像捕获设备254)。取决于其特定配置,给定的图像捕获设备250可能能够检测数百万像素(例如,1000×1000个像素或更多,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的),而环境光传感器265在一般意义上可被认为是仅仅能够检测通过其镜头进入的光的平均值的单像素图像捕获设备。从而,如将根据本公开所理解的,有宽范围的情境,其中可能期望例如在检测LCom信号中排除(或以其它方式优先于)环境光传感器265而利用面向前方的图像捕获设备252。

例如,如将根据本公开所理解的,在开始基于LCom的室内导航时,可能期望确保针对给定的室内导航地图的准确和可靠的参考点的计算。如将进一步理解,面向前方的图像捕获设备252一般可比环境光传感器265更适合于该目的。从而,根据一些实施例,可排除(​​或以其它方式优先于)环境光传感器265而利用面向前方的图像捕获设备252,例如以在初始定位确定期间采集LCom信息以用于在基于LCom的室内导航中计算给定的参考点的目的。虽然面向前方的图像捕获设备252可具有比环境光传感器265更低的采样率,并且从而接收的LCom信号的解码可能花费更长时间,用户一般可在室内导航过程的开始对时间延迟更为宽容,理解它可能花费一点时间来启动。

如将根据本公开理解的,在基于LCom的室内导航会话期间,计算设备200可检测到例如从相邻的启用LCom的照明设备100之间的串扰或在计算设备200与给定的进行发送的启用LCom的照明设备100之间的不良速率线对准而得到的不可靠的LCom数据(例如,经由环境光传感器265)。根据一些实施例,如果检测到不可靠的LCom信号,则可排除(或以其它方式优​​先于)环境光传感器265而利用面向前方的图像捕获设备252,例如:(1)以通过确定哪个启用LCom的照明设备100正在发送哪个LCom信号而解决任何LCom串扰;和/或(2)以帮助用户相对于给定的启用LCom的照明设备100对准计算设备200(如本文讨论的)。如将进一步理解的是:可能期望补救这些条件,例如为了根据可用LCom信号而可靠和准确地计算绝对位置的目的,并且在一些情况下,面向前方的图像捕获设备252一般可比环境光传感器265更适合于该目的。根据一些实施例,在解决任何串扰后,可继续利用面向前方的图像捕获设备252,例如在检测任何一个或多个可用的LCom信号中。

根据一些实施例,例如在以周期性的间隔、用户可配置的间隔或以其它方式如针对给定的目标应用或最终用途所期望的那样频繁地从给定的启用LCom的照明设备100收集可靠和精确的LCom数据中,可排除(​​或以其它方式优先于)环境光传感器265而利用面向前方的图像捕获设备252。在一些情况下,这可有助于在更方便的时间为计算设备200减少计算设备200的系统资源(例如,硬件、软件和/或固件)的征收,或以其它方式调度更高资源使用的周期。

此外,如先前所指出,根据一些实施例,图8A-8B的流程的第一或第二光感测设备中的任一个可以是计算设备200的环境光传感器265。取决于其特定配置,环境光传感器265可能能够以比面向前方的图像捕获设备252高的采样率来采样(例如,大约300Hz或更大,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的),所述面向前方的图像捕获设备252可具有仅仅24-60 FPS的相对有限的帧速率。此外,取决于其特定配置,环境光传感器265的读取/采样可消耗比由此主控的面向前方的图像捕获设备252的读取/采样更少的主计算设备200的系统资源(例如,硬件、软件和/或固件资源)。此外,取决于其特定配置,环境光传感器265和面向前方的图像捕获设备252可彼此不同,并且从而在检测光中的环境光传感器265的利用可不限制在捕获图像数据(例如,拍摄照片/视频;扫描码;等)中利用面向前方的图像捕获设备252的能力。从而,如将根据本公开所理解的,存在宽范围的情境,其中例如可能期望在检测LCom信号中排除(或以其它方式优先于)面向前方的图像捕获设备252而利用环境光传感器265。

根据一些实施例,可排除(或以其它方式优先于)面向前方的图像捕获设备252而利用环境光传感器265,例如以针对来自任何可用的启用LCom的照明设备100的LCom信号而持续地监视周围环境。例如在其中计算设备200持续地或以其它方式频繁地四处移动的一些情况下,这可能是期望的。此外,如将根据本公开所理解的,环境光传感器265可比面向前方的图像捕获设备252相对更容易地轮询。在示例性情况下,环境光传感器265可检测在从周围环境感测的光模式中的变化(例如,相对变化或粗略更新),其表明:计算设备200已经移动到不同的进行发送的启用LCom的照明设备100附近的地点。在一些这样的情况下,根据一些实施例,此后可利用面向前方的图像捕获设备252,例如以与附近的启用LCom的照明设备100建立可靠信号。

根据一些实施例,例如,在例如由计算设备200的突然运动造成的中断期间在由面向前方的图像捕获设备252接收的LCom数据流中校正错误中,可排除(或以其它方式优先于)面向前方的图像捕获设备252而利用环境光传感器265。为了该目的,根据一些实施例,可利用环境光传感器265,例如以检测来自给定的进行发送的启用LCom的照明设备100的光脉冲,以填充缺失的LCom数据。例如,考虑示例性情况,其中计算设备200被倾斜,使得最初在面向前方的图像捕获设备252的FOV内的给定的启用LCom的照明设备100现在暂时或以其它方式不再在FOV内。在一些实例中,根据一些实施例,环境光传感器265仍然可至少与该启用LCom的照明设备100稍微对准,并且从而它可用在检测来自启用LCom的照明设备100的LCom信号中,例如,直到面向前方的图像捕获设备252再次与其充分地对准。此外,根据一些实施例,在其中计算设备200包括陀螺仪传感器267的情况下,倾斜角和其它信息对于该计算设备200做出关于如何填充缺失的LCom数据的明智决策可能是可用的。

根据一些实施例,可排除(或以其它方式优先于)面向前方的图像捕获设备252而利用环境光传感器265,例如以更高速度采样以努力检测高速LCom数据信号的存在。例如,根据一些实施例,考虑示例性情况,其中启用LCom的照明设备100最初用可以由计算设备200的面向前方的图像捕获设备252检测的相对较慢的脉冲速度发送LCom数据(例如,诸如其位置和/或其它室内导航信息),并且然后用可以由计算设备200的环境光传感器265检测的相对较高的脉冲速度发送附加LCom数据(例如,诸如店内促销特价/销售和/或其它室内导航信息)。为了该目的,取决于其特定配置,环境光传感器265一般可比面向前方的图像捕获设备252更适合于检测高速光脉冲。为了图示,考虑图8C和8D,根据本公开的实施例,图8C和8D是从两个分离进行发送的启用LCom的照明设备100接收LCom信号输入的面向前方的图像捕获设备252的放大像素输出的两个示例性图像帧。如这里所例示,如在两个不同的图像帧之间(在时间t1处一帧;在稍后66ms的时间t2处另一帧),不可跨过具有例如30>

如将根据本公开所理解的,可由计算设备200(例如,由其任何宽范围的不同应用216)以许多不同的方式利用计算设备200的面向前方的图像捕获设备252。因此,可能存在其中用户希望暂时或以其它方式利用计算设备200的某个其它功能而同时LCom是活动的情况。例如,在示例性情况下,用户可希望利用计算设备200来扫描产品的条形码或快速响应(QR)码。在一些这样的情况下,为了该目的,计算设备200可禁用面向前方的图像捕获设备252,并且相反地启用面向后方的图像捕获设备254。在另一个示例性情况下,用户可希望利用计算设备200来打电话或从事某个其它通信会话。在一些这样的情况下,为了该目的,计算设备200可禁用面向前方的图像捕获设备252和面向后方的图像捕获设备254中的一个或两者。从而,根据一些实施例,可排除(或以其它方式优先于)面向前方的图像捕获设备252而利用环境光传感器265,例如以检测传入的LCom信号,从而在这样的场景中将LCom保持活动。

如将根据本公开进一步理解的,还有宽范围的情境,其中可能希望例如在检测LCom信号中彼此结合地利用面向前方的图像捕获设备252和环境光传感器265。例如,根据一些实施例,环境光传感器265可用于检测其FOV内的发送的LCom光脉冲,并且面向前方的图像捕获设备252可用于确定启用LCom的照明设备100的地点,所述启用LCom的照明设备100是最主要的LCom信号的源。根据一些实施例,该信息可被组合和解码,以确定进行发送的启用LCom的照明设备位于何处以及从而正在发送什么LCom数据。

根据其特定配置,环境光传感器265可能能够比面向前方的图像捕获设备252快地采样LCom光脉冲,并且面向前方的图像捕获设备252可能能够更容易地检测源启用LCom的照明设备100。从而,根据一些实施例,环境光传感器265可用于检测高频LCom数据信号,而面向前方的图像捕获设备252可用于解析该高速LCom数据的源启用LCom的照明设备100,并且计算设备200可以在解码高频LCom信号中利用两条信息。例如,考虑示例性情况下,其中面向前方的图像捕获设备252在其FOV内具有两个相邻的启用LCom的照明设备100——一个在计算设备200的左边,并且另一个在计算设备200的右边。根据一些实施例,基于由面向前方的图像捕获设备252收集的LCom数据,计算设备200可提供指令以将其朝着邻近的启用LCom的照明设备100的某一个倾斜,并且环境光传感器265然后可用于以比可由面向前方的图像捕获设备252提供的相对更高的速度感测光脉冲。根据实施例,计算设备200然后可识别哪个启用LCom的照明设备100正在通信,并且因此确定如何利用由环境光传感器265检测的LCom光脉冲。同样地,根据一些实施例,面向前方的图像捕获设备252可用于确定何时读取环境光传感器265,诸如与一个启用LCom的照明设备100相比,何时环境光传感器265更接近另一个启用LCom的照明设备100,以便最小化或以其它方式减少串扰。

在一些情况下,当面向前方的图像捕获设备252瞄准例如头顶(overhead)进行发送的启用LCom的照明设备100时,启用LCom的照明设备100及其背景之间的对比度可能如此鲜明,使得面向前方的图像捕获设备252的自动曝光设置可被快速地关闭(thrown off),引入变化的本底噪声。从而,根据一些实施例,由环境光传感器265检测的环境光水平可用于控制面向前方的图像捕获设备252的曝光设置,从而有助于最小化或以其它方式降低本底噪声的变化。然而,应当注意的是:本公开不限于此,如在一些实施例中,面向前方的图像捕获设备252可被配置成部分或整体地基于测量的像素而校准本身。

在示例性场景中,用户可输入启用LCom的地点(例如,例如具有启用LCom的照明设备100的商店或其它站点),从而寻找感兴趣的物品。一旦在启用LCom的地点里面,用户就可启动计算设备200上的室内导航应用216来将他/她引导到感兴趣的物品。当室内导航应用216打开时,计算设备200的面向前方的图像捕获设备252可在其FOV内搜索来自头顶上或以其它方式在附近的进行发送的启用LCom的照明设备100的LCom信号。在检测到LCom信号时,在源启用LCom的照明设备100的空间中的确切地点可由计算设备200经由该LCom信号接收。计算设备200然后可计算其当前位置,例如使用:(1)经由由源启用LCom的照明设备100发送的LCom信号接收的地点信息;和/或(2)由计算设备200主控一个或多个传感器260所提供的信息(例如,诸如由计算设备200的陀螺仪传感器267提供的倾斜信息)。一旦初始导航地点被计算,计算设备200就可切换到用环境光传感器265监视LCom信号,以收集附加信息,诸如促销特价、校准数据和/或任何其它数据。同时,面向前方的图像捕获设备252可继续监控附近的启用LCom的照明设备100,以帮助解码接收的LCom信号和/或检测情况的变化。此时,计算设备200可能已经成功地采集来自给定的附近的LCom照明设备100的所有信息,并且计算设备200的导航应用216可准备好引导用户向前。当用户在启用LCom的地点内移动时,环境光传感器265可连续地监视LCom信号,并寻找传输模式的改变,这将指示:计算设备200已经移动到不同的进行发送的启用LCom的照明设备100下方或移动到以其它方式在不同的进行发送的启用LCom的照明设备100附近。当变化被检测时,面向前方的图像捕获设备252可恢复联机,在其FOV内建立启用LCom的照明设备100的新定向,并且让环境光传感器265知道何时继续进行检测可用的LCom信号。同时,面向前方的图像捕获设备252可能可靠地检测可用的任何较慢的基本LCom数据。根据一些实施例,面向前方的图像捕获设备252和环境光传感器265之间的这种切换可继续贯穿用户的室内导航体验,以实现来自现场的启用LCom的照明设备100的可靠的高速LCom数据解释。

在另一个示例性场景中,可同时使用面向前方的图像捕获设备252和环境光传感器265(例如,而不是在两个之间切换)。这里,面向前方的图像捕获设备252可确定哪个进行发送的启用LCom的照明设备100是光输出的源,并且环境光传感器265可检测任何可用的高频LCom信号。这可允许由计算设备200计算粗略定向,以相对于给定的进行发送的启用LCom的照明设备100使用户定向。例如,面向前方的图像捕获设备252可估计:进行发送的启用LCom的照明设备100在计算设备200前方一些距离,而环境光传感器265可检测LCom信号:源启用LCom的照明设备100在空间中的某个坐标集处。根据一些实施例,使用这样的数据,可以确定计算设备200(以及从而用户,如果存在的话)的地点。

然而,应当注意的是:本文讨论的关于仅仅利用面向前方的图像捕获设备252或以其它方式优先于环境光传感器265的任何示例性情境、场景和使用不限于此,如根据一些其它实施例,面向前方的图像捕获设备252和环境光传感器265的组合可以在任何给定的这样的情境、场景或使用中利用,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。类似地,本文讨论的关于仅仅利用环境光传感器265或以其它方式优先于面向前方的图像捕获设备252的任何示例性情境、场景和使用不限于此,如根据一些其它实施例,环境光传感器265和面向前方的图像捕获设备252的组合可以在任何给定的这样的情境、场景或使用中利用,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。同样地,本文讨论的关于利用环境光传感器265和面向前方的图像捕获设备252的组合的任何示例性情境、场景和使用不限于此,如根据一些其它实施例,可以在任何给定的这样的情境、场景或使用中排他地或以其它方式优先地利用面向前方的图像捕获设备252或环境光传感器265,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。本文公开的技术的许多配置和应用将根据本公开显而易见。

在一些情况下,本文公开的技术的使用可实现例如从由面向前方的图像捕获设备252提供的各种优点和/或由主计算设备200的环境光传感器265提供的各种优点的有效使用而得出的益处。在一些情况下,公开的技术的使用可在给定的进行发送的启用LCom的照明设备100和给定的进行接收的计算设备200之间提供可靠LCom链接和/或LCom数据传输速率。一些实施例可提供可靠和准确的LCom数据传输,该传输例如对室内导航和/或其它的导航和定位情境是有用的。一些实施例可利用在计算设备200(诸如智能电话或其它移动计算设备)本地或以其它方式已经存在于计算设备200上的组件。

用于在LCom中的光栅线对准的技术

用于在基于光的通信中使用摄像机解码脉冲光的现有的方法涉及做出关于几何结构的假设,并且依靠具有直接位于脉冲光源下方或直接在脉冲光源前方的进行接收的摄像机。此外,用这些现有的方法,脉冲速度严重受到限制,使得光转变可以由进行接收的摄像机的大量的光栅线检测,以将信噪比(SNR)保持得足够低。这是因为:进行接收的摄像机不知道光源之间的像素间隔以及因此光信号之间的延迟,并且因此假设最坏情况场景。

如本文所讨论的,根据一些实施例,给定的启用LCom的照明设备100可被配置成发送关于其绝对位置的信息,并且该信息可以由计算设备200利用,以基于其与进行发送的启用LCom的照明设备100的接近度来确定其地点。从而,根据一些实施例,可以利用由给定的启用LCom的照明设备100发送的信息以提供室内导航,其表现出改善的准确度,例如相比于现有的基于GPS和基于WPS的导航技术。然而,如将根据本公开所理解的,使用LCom的成功的室内导航可至少部分地取决于计算设备200的给定的图像捕获设备250的图像传感器相对于在室内导航过程中涉及的给定的进行发送的启用LCom的照明设备100的适当的对准。

从而,并且根据一些实施例,公开了一种技术以用于提供给定的图像捕获设备250(例如,面向前方的图像捕获设备252;面向后方的图像捕获设备254)相对于进行发送的启用LCom的照明设备100的适当的光栅线对准,以在其间建立可靠的LCom。如本文所讨论的,在一些情况下,可以自动(例如,由计算设备200和/或其它合适的控制器)提供适当的对准。在一些情况下,适当的对准可以由用户提供。在其中在对准过程中涉及用户的一些实例中,计算设备200可被配置成在将其相对于给定的进行发送的启用LCom的照明设备100适当地对准的过程中指示或以其它方式引导用户。在一些情况下,本文公开的光栅线对准技术可以例如用于实现成功的LCom信号传输、波特率、SNR、整个系统的性能和/或错误率中的改善。根据一些实施例,本文公开的光栅线对准技术可以例如用在其中计算设备200检测信号载波(例如,LCom信号)存在的场景,但该设备200不接收或仅仅接收部分LCom数据,并且从而不能解码检测到的信号的LCom数据。在一些情况下,公开的光栅线对准技术可以例如用在其中在计算设备200和启用LCom的照明设备100之间建立LCom的场景中,但是有不足的LCom数据吞吐量(例如,对于因特网浏览、视频流或涉及高LCom数据吞吐量的其它应用)。

图9A是根据本公开的实施例的图示提供指令以实现图像捕获设备250相对于进行发送的启用LCom的照明设备100的适当对准的方法的流程图。如可以看到的,流程可如在块901中开始于调查用于发送LCom信号的启用LCom的照明设备100的周围环境。为了该目的,可利用面向前方的图像捕获设备252、面向后方的图像捕获设备254和/或环境光传感器265中的任一个。在一些情况下,给定的图像捕获设备250可执行滚动快门图像捕获,以促进LCom光脉冲的检测,并且从而确定在其FOV内的哪些启用LCom的照明设备100(如果有的话)正在活动地发送LCom信号。在执行滚动快门图像捕获中,图像捕获设备250的图像传感器可以光栅线之间的停顿扫描顺序的光栅线(例如,顺序的像素行),使得正好在下一个图像帧的定时之前采集先前的光栅线(例如,像素的行和列的完整集合)。从而,考虑其中在图像帧中有100个光栅线的示例性情况。如果图像捕获设备250正在以30 FPS的帧速率操作,则每个图像帧是1/30秒(大约0.033s)长,并且收集光栅线之间的时间延迟大约是0.033s/100光栅线(大约0.00033s/光栅线)。通过使用滚动快门图像捕获,可以采集任何光瞬变,因为在任何指定的时间,图像捕获设备250的一些像素正在采集光。如将根据本公开所理解的,可通过哪个光栅线检测到一个或多个光转变来指定事件的定时。从而,假设以上指出的示例性条件,如果给定的启用LCom的照明设备100的光输出以300Hz脉冲,则计算设备200的图像捕获设备250的每10个光栅线将检测到转变。

此后,流程可如在块903中继续。如果没有由计算设备200检测到LCom信号,则流程可返回到块901,并且周围环境的调查可被再次执行,如果期望的话。如果代替地由计算设备200检测到LCom信号,则流程可如在块905中继续确定图像捕获设备250相对于FOV内的一个或多个进行发送的启用LCom的照明设备100的对准(下文中称为一个或多个感兴趣的启用LCom的照明设备100)。

在进行光栅线对准确定中,几个参数可由计算设备200(例如,由其一个或多个处理器220)计算或以其它方式确定。首先,可确定在计算设备200的图像捕获设备250的FOV内的感兴趣的给定的启用LCom的照明设备100的位置。为了该目的,可能期望确保启用LCom的照明设备100完全在图像捕获设备250(例如,面向前方的图像捕获设备252;面向后方的图像捕获设备254)的FOV内,以便完全将该启用LCom的照明设备100看作LCom数据的有效源。在一些情况下,这可有助于最小化或以其它方式降低计算设备200对检测LCom信号的错误源的易感性(susceptibility),诸如远端启用LCom的照明设备100的反射,这可能以其它方式产生地点的错误确定。在一些实例中,为了确定其地点的目的,感兴趣的给定的启用LCom的照明设备100相比于其周围(例如,天花板、墙壁、安装表面等)的亮度的对比度可促进启用LCom的照明设备100的清晰轮廓的识别。

其次,可确定一个或多个感兴趣的启用LCom的照明设备100的几何结构。为了该目的,可确定给定的启用LCom的照明设备100的最长维度(L)。在一些情况下,最长维度(L)可被容易地识别,例如通过观察感兴趣的启用LCom的照明设备100的形状。为了检测一个或多个感兴趣的启用LCom的照明设备100的几何结构,给定的图像捕获设备250可执行正常的快门图像捕获(例如,从滚动快门图像捕获模式切换,如在调查中利用的,上面讨论的),因为这将使图像捕获设备250的图像传感器活动达某一时间段,该时间段比光的脉冲长得多(从而暂时忽略的光的脉冲),从而创建一个或多个感兴趣的启用LCom的照明设备100的定向的清晰图像。

第三,如果观察到感兴趣的启用LCom的照明设备100的成对布置,则可确定其构成的启用LCom的照明设备100的定向。为了该目的,成对布置的两个启用LCom的照明设备100可在其LCom序列的开始处缓慢脉冲,使得甚至给定的图像捕获设备250的未对准的光栅场可以检测两个启用LCom的照明设备100的定向。在一些情况下,这里确定的定向信息可被补充有关于启用LCom的照明设备100的成对布置的附加信息,诸如事实:例如根据其较长的维度(L)并行或串行地布置两个构成的启用LCom的照明设备100。

第四,可确定图像捕获设备250的光栅方向。光栅方向可以是由计算设备200的图像捕获设备250(例如,面向前方的图像捕获设备252;面向后方的图像捕获设备254)的特定配置所固有指定的恒定硬件参数。然而,在一些其它情况下,光栅方向可以是可调节的,例如在图像捕获设备250如何寻址帧中的像素和/或图像捕获设备250如何在主计算设备200内或以其它方式相对于主计算设备200旋转其本身方面。

在确定一个或多个感兴趣的启用LCom的照明设备100的位置、几何结构和定向之后,图像捕获设备250(例如,面向前方的图像捕获设备252;面向后方的图像捕获设备254)的光栅方向可与该信息比较,以准确地确定图像捕获设备250相对于一个或多个感兴趣的启用LCom的照明设备100的对准。图9B图示根据本公开的实施例的在计算设备200的面向前方的图像捕获设备252的光栅方向和成对进行发送的启用LCom的照明设备100的双布置之间的不适当对准的示例性场景。这里,两个感兴趣的启用LCom的照明设备100大体上与彼此并行布置,并且面向前方的图像捕获设备252的光栅线一次仅仅检测一个构成的启用LCom的照明设备100,导致错误的转变数据。反之,图9C图示根据本公开的实施例的在计算设备200的面向前方的图像捕获设备252的光栅方向和成对进行发送的启用LCom的照明设备100的双布置之间的适当对准的示例性场景。这里,面向前方的图像捕获设备252的光栅线同时检测两个构成的启用LCom的照明设备100,导致有效的转变数据。

根据一些实施例,在图像捕获设备250与给定的进行发送的启用LCom的照明设备100之间的对准的确定可涉及测量检测到的LCom信号的质量。为了该目的,可能期望在一些情况下确保一个或多个进行发送的启用LCom的照明设备100捕获的图像在图像捕获设备250的单个CMOS图像帧内包含整个LCom数据分组。在一些实例中,检测到的LCom信号的最优性(或其它质量度量)可取决于许多因素,诸如例如:(1)光栅线的数量或对应于唯一的进行发送的启用LCom的照明设备100的相干像素的总数;(2)图像捕获设备250的每光栅线的固定扫描时间;(3)由进行发送的启用LCom的照明设备100发送的LCom数据的固定分组长度;和/或(4)计算设备200的给定的图像捕获设备250的定向(例如,其可部分或整体地取决于在主机用户或其它主机平台的位置)。如将进一步理解的,在一些情况下,扫描时间和分组长度可以是一般固定的参数,而光栅线的数量或相干像素的总数可以是测量的数量,并且图像捕获设备250的定向可以是用户可配置的或以其它方式可变的,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。

此后,流程可如在块907中继续确定在图像捕获设备250和给定的进行发送的启用LCom的照明设备100之间是否存在未对准(例如,相比于最优或其它目标对准)。根据一些实施例,这样的确定可涉及计算该图像捕获设备250的最优或其它期望的位置和/或定向。为了该目的,进行发送的启用LCom的照明设备100几何结构的最长维度(L)可与计算设备200的图像捕获设备250的光栅扫描的方向大体上对准(例如,精确地对准或以其它方式在给定的容差内)。在一些情况下,光栅线可与进行发送的启用LCom的照明设备100的最长维度(L)大体上垂直(例如,精确地垂直或以其它方式在给定的容差内)。根据一些实施例,每个进行发送的启用LCom的照明设备100的相干像素的数量可被连续地计数。从而,如果计算设备200被四处移动并且该计数增加,则可能表明LCom信号强度已经改善。如果代替地计数减小,则可表明LCom信号强度已经减弱,并且可能期望将图像捕获设备250返回到其先前的位置和/或定向,以便改善LCom信号强度(例如通过最大化由计算设备200计算的相干像素的数量)。如将根据本公开所理解的,对于给定的已知的启用LCom的照明设备100的几何结构,如果障碍正阻挡图像捕获设备250的图像传感器,则可能期望移动该图像捕获设备250(或以其它方式移动计算设备200),使得检测整个进行发送的启用LCom的照明设备100(例如,在光栅扫描的方向上)。如将进一步理解的,在一些情况下,可能期望优化定位,例如在其中期望数据流式传输(例如,高LCom数据吞吐量)的场景中。

如果图像捕获设备250相对于一个或多个感兴趣的启用LCom的照明设备100未对准,则流程可返回到块901,并且如果期望的话,可再次执行周围环境的调查。如果代替地图像捕获设备250被确定为相对于一个或多个感兴趣的启用LCom的照明设备100未对准,则流程可如在块909中继续输出关于如何使图像捕获设备250重新定向(reorient)以提供与一个或多个感兴趣的启用LCom的照明设备100的适当的对准的指令。在一些情况下,指令可通过一个或多个控制信号(例如,来自处理器220;来自控制器270)的方式,一个或多个控制信号使得计算设备200本身自动重新定向(例如,移动、旋转或以其它方式重新定位)和/或使它的一个或多个图像捕获设备250自动重新定向,使得:(1)一个或多个感兴趣的启用LCom的照明设备100被居中或以其它方式适当地在图像捕获设备250的FOV内;和/或(2)图像捕获设备250的光栅线被适当地与一个或多个感兴趣的启用LCom的照明设备100对准。在一些其它情况下,指令可通过一个或多个控制信号(例如,来自处理器220;来自控制器270)的方式,一个或多个控制信号使得计算设备200自动调节给定的图像捕获设备250的图像传感器的光栅设置,例如在它如何寻址帧中的像素和/或图像捕获设备250如何在主计算设备200内或以其它方式相对于主计算设备200旋转其本身方面。

在又一些其它情况下,指令可通过来自计算设备200的屏幕上指令或其它引导提示的方式,其旨在引导用户如何手动使其和/或其一个或多个图像捕获设备250重新定向(例如,移动、旋转或以其它方式重新定位),使得:(1)一个或多个感兴趣的启用LCom的照明设备100被居中或以其它方式适当地在图像捕获设备250的FOV内;和/或(2)图像捕获设备250的光栅线与一个或多个感兴趣的启用LCom的照明设备100对准。为了该目的,计算设备200可经由显示器230(例如,经由在其处呈现的GUI)向用户提供视觉反馈。例如,考虑图9D,图9D图示根据本公开的实施例的在其中计算设备200被配置成通过视觉反馈的方式向用户输出指令的示例性场景。如可以在这里看到的,在该示例性情况下,在计算设备200的显示器230处呈现的GUI示出:计算设备200的面向前方的图像捕获设备252没有相对于感兴趣的启用LCom的照明设备100适当地对准。在显示器230处呈现的GUI还提供屏幕上反馈,屏幕上反馈表明:用户应当与计算设备200一起朝着感兴趣的启用LCom的照明设备100向前移动,以提供在面向前方的图像捕获设备252与启用LCom的照明设备100之间的适当的对准。在另一个示例性情况下,如果计算设备200确定:一个或多个感兴趣的启用LCom的照明设备100被定向为平行于给定的图像捕获设备250的光栅线,则它可指示/引导用户将图像捕获设备250旋转90°,以提供适当的对准(例如,在继续室内导航之前)。在一些实施例中,计算设备200可被配置成提供视觉帮助(例如,对准十字线;匹配矩形;对准目标图像或轮廓;方向箭头,例如在计算设备200在运动中的情况下,诸如当用户正在行走时),其辅助用户将启用LCom的照明设备100与计算设备200的给定的图像捕获设备250的光栅扫描的方向对准。然而,应当注意的是:本公开不仅如此限于通过视觉反馈方式的指令,如根据一些其它实施例,音频(例如,经由音频输出设备280发射的声音)、触觉(例如,由诸如振动马达之类的致动器发射的振动)和/或任何其它合适类型的反馈可被提供给用户,如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。在示例性情况下,听觉反馈可被提供为蜂鸣声,该蜂鸣声随着目标定向的接近而在频率上增加,随后当实现目标对准时该蜂鸣声为恒定的音调。在另一个示例性情况下,语音可提供可以在重新定向中由用户遵循以实现目标对准的口头命令。在一些实施例中,音频反馈可被提供给用户,以例如基于位置和/或定向的至少一个来建议针对最优LCom信号强度的最好或以其它方式的期望位置。其它合适的反馈类型将取决于给定的应用,并且将根据本公开显而易见。

在脉冲其光输出的感兴趣的单个启用LCom的照明设备100的情况下,可能期望确保:给定的图像捕获设备250(例如,面向前方的图像捕获设备252;面向后方的图像捕获设备254)的光栅线大体上平行于(例如,精确地平行或以其它方式在给定的容差内)该启用LCom的照明设备100的最长维度(L)。在一些实例中,与仅仅检测小横截面相反,通过允许活动的光栅线一次检测更多的脉冲光,这种类型的对准可有助于隔离瞬变效应和/或改善SNR。否则,如果图像捕获设备250的光栅线相对于进行发送的启用LCom的照明设备100未对准,则由光栅线检测到的光的部分可能非常小,并且从而具有高得多的噪声水平,从而不利地影响SNR。为了该目的,根据一些实施例,计算设备200可使图像捕获设备250自动重新定向和/或向用户提供屏幕上指令或其他引导,其关于如何使图像捕获设备250重新定向以使得光栅线与单个启用LCom的照明设备100适当地对准,例如以便捕获启用LCom的照明设备100的最长维度(L)以得到最优(或其它期望的)SNR。

在感兴趣的启用LCom的照明设备100的双布置通过例如以相反的极性(例如,一个启用LCom的照明设备100正在活动地发射,而另一个启用LCom的照明设备100关闭以保持环境光水平恒定并且在LCom序列期间对附近的观察者不太明显)脉冲其光输出而作为一对通信的情况下,可能期望确保:两个构成的启用LCom的照明设备100由计算设备200(例如,如在图9B中)的给定的图像捕获设备250(例如,面向前方的图像捕获设备252;面向后方的图像捕获设备254)的相同光栅线检测。否则,光栅线可检测一个构成的启用LCom的照明设备100的转变,但不检测在另一构成的启用LCom的照明设备100中的转变,直到一些未知时间以后(例如,如在图9A中)。假设在双成对的布置的两个构成的启用LCom的照明设备100之间的检测中的延迟时间取决于对计算设备200未知的参数,这可导致LCom分解,因为它几乎不可能分析转变。为了该目的,根据一些实施例,计算设备200可使图像捕获设备250自动重新定向和/或向用户提供关于如何使图像捕获设备250重新定向的屏幕上指令或其它指导,使得给定的光栅线与两个构成的启用LCom的照明设备100适当地对准。

应当注意的是:本文公开的对准技术无需被连续地利用,而是代替地可被保留,例如以用于可在给定的室内导航会话期间出现的某些特定的条件和情境中。例如,根据一些实施例,当读取初始启用LCom的照明设备100以发起室内导航会话时,可利用本文公开的适当的对准技术。根据一些实施例,当LCom信号需要细化时,诸如在其中多个启用LCom的照明设备100足够接近其中期望位置的细化的目标的情况下,可利用本文公开的适当的对准技术。如果由于某种原因,不是特别方便相对于给定的感兴趣的启用LCom的照明设备100使计算设备200重新定向,则甚至可以使用仅仅确定给定的图像捕获设备250的光栅线相对于其未对准,例如以修改LCom(例如,或许更稳定但是不完全准确的状态)。

根据一些其它实施例,例如可将由给定的启用LCom的照明设备100发射的光脉冲的脉冲频率降低到一点,其中那些脉冲在图像捕获设备250的像素方面不小于在成对的启用LCom的照明设备100之间的分离。例如,考虑其中图像捕获设备250被配置成检测1000像素×1000像素的示例性情况。如果两个成对的启用LCom的照明设备100占据屏幕的一半,则它们之间的分离为500像素。应用双频率原理,由此可见转变可能不发生任何小于1000像素。因此,对于具有例如30 FPS的帧速率的图像捕获设备250,传输被限制为15Hz。在这样的条件下,可每秒发送大约2字节的LCom数据。从而,例如经度、纬度、高度、ID以及也许一些其它的信息片的传输将花费几秒钟,在此期间用户将在采集LCom数据的成对的启用LCom的照明设备100附近袖手旁观。然而,这可能不保证图像捕获设备250的光栅线相对于给定的启用LCom的照明设备100的对准。根据示例性实施例,如果代替地图像捕获设备250的光栅线与启用LCom的照明设备100适当地对准,则传输速度可能大大增加(例如,假设10像素来声明良好转变,大约50倍),并且10字节的LCom数据的LCom传输将仅仅花费一秒钟的小部分。

一些实施例可避免或以其它方式减少对可在基于光的通信中由典型的SNR考虑施加的脉冲速度的限制。结果,在一些情况下,更快的脉冲的速度可减小对于给定的LCom信号的传输所需的总时间窗,从而减少用户必须在进行发送的启用LCom的照明设备100附近等待以确保由此发送的任何LCom数据的成功接收的时间量。一些实施例可在由单个启用LCom的照明设备100和/或由成对布置的启用LCom的照明设备100发送的LCom信号的可靠检测和解码中实现改善。在一些情况下,公开的技术的使用可降低计算设备200对检测LCom信号的虚假源(诸如反射)的易感性,并且从而改善提供准确和可靠的定位信息(例如,用于室内导航)的能力。在一些情况下,本文公开的技术可以例如用于补偿​​未知的几何结构,其以其它方式被需要以用于寻址在图像捕获设备250的光栅线和感兴趣的启用LCom的照明设备100之间的未对准。

用于确定LCom接收器位置的技术

图10A图示根据本公开的实施例的包括启用LCom的照明设备100和LCom接收器200的示例性LCom系统。在示例性系统中,LCom接收器200是智能电话;然而,LCom接收器200可以是如本文不同地描述的任何计算设备。在本实施例中,接收器200包括图像捕获设备252,在该示例性系统中的图像捕获设备252是摄像机(并且更具体地是面向前方的摄像机)。注意:摄像机/图像捕获设备可与接收器集成,诸如是与接收器200集成的情况,或者摄像机/图像捕获设备可在接收器外部并且通信地耦合(例如,以有线或无线方式)。另外,照明设备100可以是如本文不同地描述的任何启用LCom的照明设备。

图10B图示根据本公开的实施例的确定LCom接收器位置的示例性方法。为了便于描述,图10A中图示的示例性LCom系统将用于描述图10B的方法。然而,任何合适的LCom系统可用于实现该方法,如将根据本公开显而易见。示例性方法包括:由具有视野(FOV)的摄像机252生成1021在FOV内的图像。在一些实施例中,该方法可代替或还包括从摄像机252接收图像。该方法还包括:识别1023图像1010内的启用LCom的照明设备。如图10A中所示,图像1010显示在接收器200的显示器上,并且图像1010包括具有像素长度1012的照明设备100。在一些实施例中,使用从照明设备100发送的LCom信号识别1023照明设备100。附加的或替代的数据可由照明设备100经由LCom信号发送,如本文将描述的;然而,例如,如果接收器200至少具有照明设备100的标识(ID),则附加信息可以使用该ID以另一个合适的方式来获得,诸如经由查找表。

图10B的方法继续计算1025从接收器200到照明设备100的距离1014。计算1025可使用照明设备100的几何结构、图像1010中照明设备100的大小和/或位置、以及图像1010的缩放因子。照明设备的几何结构例如可包括:照明设备100的长度1002、照明设备100的宽度、在照明设备100内的灯或面板的定向、和/或关于照明设备100的几何结构的任何其它信息。例如,照明设备100的几何结构可经由从照明设备100发送的LCom信号或以另一个合适的方式来获得,诸如使用照明设备100的ID经由查找表。图像1010中照明设备100的大小和/或位置可基于例如表示照明设备100的像素信息或任何其它合适的方式来确定。例如,可以在图像1010中看到照明设备100的像素长度1012,并且当计算1025距离1014时可以将像素长度1012和实际的照明设备长度1002相比较。例如,图像1010的缩放因子可基于摄像机的规格和/或图像生成方法(诸如透镜的性质)或者任何其它合适的因素来确定。计算1025可使用任何其它合适的技术来执行,如将根据本公开显而易见。

图10B的方法继续使用接收器200相对于照明设备100的距离1014和定向计算1027接收器200相对于照明设备100的位置。例如,接收器200相对于照明设备100的位置可被表达为矢量位置。可使用照明设备100的基准1006或某个其它可识别的方面将接收器200相对于照明设备100的定向确定为定向提示。例如,可以在图像1010中看到基准1006的地点,其可以用于帮助对接收器200相对于照明设备100定向。基准可包括照明设备上的特殊标记、非对称的照明设备设计方面、照明设备的唯一的几何结构、或由接收器可识别的照明设备的任何其它合适的方面。在一些实施例中,基准不需要直接在照明设备上或是照明设备的一部分(例如,基准可邻近照明设备)。在任何情况下,基准可仅仅与照明设备100相关联,并且可在由摄像机252生成的图像1010内可检测。在一些实施例中,基准可以是由照明设备100(例如,如本文参照多个面板照明设备所描述)输出的光创建的虚拟基准。还可使用照明设备100的偏航、俯仰和滚动1004和/或接收器200的偏航、俯仰和滚动1008来确定接收器200相对于照明设备100的定向。例如,照明设备100的偏航、俯仰和滚动1004可经由从照明设备100发送的LCom信号或以另一个合适的方式来获得,诸如使用照明设备100的ID经由查找表。例如,接收器200的偏航、俯仰和滚动1008(例如,相对于地面或地板)可使用陀螺仪(诸如内部陀螺仪)来确定。在一些实施例中,偏航、俯仰和滚动1004和/或1008可用于计算1025距离1014。接收器200相对于照明设备100的定向还可使用接收器200的航向来确定。例如,接收器200的航向(例如,罗盘或绝对航向)可使用地磁传感器(诸如内部地磁传感器)来确定。定向还可使用任何其它合适的技术来确定,如将根据本公开显而易见的。一旦接收器200相对于照明设备100的距离1014和定向被确定,就可以使用任何合适的技术来计算接收器200相对于照明设备100的位置。

图10B的方法可选地继续计算1029接收器200的绝对位置。计算1029可使用照明设备100的绝对位置和接收器200相对于照明设备100的位置(在计算1027中确定)。例如,照明设备100的绝对位置可经由从照明设备100发送的LCom信号或以另一个合适的方式来获得,诸如经由使用照明设备100的ID的查找表。用于从如本文不同地描述的启用LCom的照明设备发射位置信息的技术还可用于确定照明设备100的绝对位置。

在图10A中图示的LCom系统的示例性情况下,照明设备100具有四英尺乘一英尺的长度。如果确定图像1010中照明设备的大小占四十像素乘十像素,然后可以使用图像1010的缩放因子计算距离1014。一旦计算1025距离1014,就可以基于计算1025而将接收器200的位置计算1027为在具有大约等于距离1014的半径的球的表面上的任何地方。基准1006然后可以用于使接收器200相对于照明设备100定向并且确定接收器200相对于照明设备100的矢量位置。定向确定然后可由照明设备100的俯仰、滚动和偏航1004和/或由接收器200的俯仰、滚转和偏航1008校正。定向确定可进一步使用接收器200的航向来校正。可选地,然后可以使用照明设备100的绝对位置和接收器200相对于照明设备100的位置​​来计算1029接收器200的绝对位置。注意:在一些实施例中,接收器定位可使用单个照明设备的绝对位置和几何结构信息结合照明设备的图像(其可以用于解析照明设备的观察到的几何结构)来执行。在一些这样的实施例中,定位技术可包括基于照明设备的几何结构和一个或多个几何参考点来计算智能设备相对于照明设备的相对位置。此外,在一些这样的实施例中,惯性传感器(例如,加速度计和/或陀螺仪传感器)无需存在于接收器中或由接收器使用。

为了便于描述,在具有在接收器的FOV内的单个启用LCom的照明设备的情境中提供在图10A和10B中所示和本文所描述的用于确定LCom接收器位置的技术。然而,当任何数量的启用LCom的照明设备在接收器的FOV内时,该技术可以用于确定LCom接收器位置。在一些实例中,例如,当在接收器的FOV内存在多个启用LCom的照明设备时,可用更大的准确度/精度确定接收器的位置,因为接收器将具有用于计算其相对位置的多于一个参考点。类似地,当在接收器的FOV内的启用LCom的照明设备正在发送多于一个LCom信号时,还可改善接收器的相对位置的准确度/精度,诸如在多个面板启用LCom的照明设备的情况下,如本文不同地描述的。还注意的是:虽然本文主要参照确定接收器本身的距离、定向、位置等讨论用于确定LCom接收器位置的技术,但在一些实施例中,还可以确定或替代地确定接收器摄像机的距离、定向、位置等。

本文所述的用于确定LCom接收器位置的技术的示例性替代方案包括假设LCom接收器直接在它正从其接收LCom信号的照明设备下。对于小的低悬挂的照明设备,其中从照明设备到接收器的距离是少量(例如,一米或更小),得到的准确度可能是令人满意的。然而,在一些情况下,照明设备可被安装在高的天花板上,诸如在大的零售机构中。在一些这样的情况下,LCom接收器位置的位置可以偏离达显著量,诸如距直接在照明设备下大于1米,或者取决于目标应用的某个其它量。因此,例如相比于假设LCom接收器直接在它正从其接收LCom信号的照明设备下,本文不同地描述的技术可以用于增加确定的LCom接收器位置的准确度。如不同地描述的技术的附加益处可以包括将顾客引向架子上的特定产品的能力,相比于其它定位系统(例如,GPS、WPS等)增加的准确度,提供可以被设置成独立于其它通信网络(例如,广域网(WAN),诸如因特网)操作的安全定位系统,以及其它益处,如将根据本公开显而易见。

加强LCom接收器定位

图11A图示根据本公开的实施例的包括启用LCom的照明设备100和LCom接收器200的示例性LCom系统。在该示例性系统中,接收器200包括环境光传感器265、一个或多个图像捕获设备250、一个或多个加速度计269、陀螺仪传感器267、地磁传感器263、GPS接收器1112和Wi-Fi模块1122,其都被配置成向一个或多个处理器220提供输入。虽然接收器200不需要具有图11A中所示的所有组件,并且接收器200可具有如本文不同地描述的附加或替换的组件,但是为了易于描述,将在本文使用示出的具体配置。如还可以在该示例性实施例中看到的,一个或多个环境光传感器265和一个或多个图像捕获设备250被配置成从一个或多个启用LCom的照明设备100接收LCom信号,GPS接收器1112被配置成接收GPS信号1110(例如,从卫星),并且Wi-Fi模块1122被配置成接收/发送Wi-Fi信号1120(例如,从Wi-Fi路由器)。相应地,接收器200可被配置成使用基于光的定位系统(例如,使用从启用LCom的照明设备100接收的LCom信号)、GPS或WPS来确定位置信息。在该示例性实施例中,接收器200和启用LCom的照明设备在由虚线框表示的建筑物1100中。然而,例如,虚线框还可表示交通工具,诸如公交、飞机、轮船或火车。另外,从建筑物1100内发送/接收Wi-Fi信号1120,而同时正在从建筑物1100的外部发送GPS信号1110。图11A中的示例性配置和布局被提供用于说明的目的,并且不旨在限制本公开。

在一些实施例中,接收器200可被配置成使用惯性导航系统(INS)加强定位技术。INS可利用一个或多个加速度计269和/或陀螺仪传感器267,以经由航位推算计算接收器的位置、定向和速度。以这种方式,接收器200可以使用INS、基于已知的起始/参考点或地点来计算其相对位置。例如,下面的等式可用于接收器INS:

其中,是接收器200的最后有效位置,而是使用一个或多个加速度计269和/或陀螺仪传感器267计算的绝对加速度数据。在一些实施例中,例如,接收器定位可使用接收器200的航向来加强,接收器200的航向可以从地磁传感器263获得。

图11B图示根据本公开的实施例的使用惯性导航系统(INS)加强LCom接收器定位的示例性方法。为了便于描述,图11A的系统将用于描述方法。该方法包括确定1131是否检测到LCom信号。可以使用任何合适的技术来执行确定1131,诸如使用一个或多个环境光传感器265和/或一个或多个图像捕获设备250。如果在1131处,没有检测到LCom信号,则该方法通过确定1133是否检测到GPS和/或WPS信号而继续。在一些实施例中,确定1133还可包括确定是否检测到任何其它定位系统信号,这取决于接收器200的配置。如果在1131处检测到LCom信号,或者在1133处检测到GPS/WPS信号,则该方法通过使用检测到的信号来更新1135位置信息以确定接收器200的地点而继续。在一些实施例中,该方法主要依靠使用LCom信号来确定接收器200定位信息,使得每当LCom信号可用时,它就用于接收器定位。这可能是这种情况,因为相比于使用例如GPS和/或WPS信号,一个或多个LCom信号可用于最准确的定位技术。在其它实施例中,可能没有偏好。在一些实施例中,接收器200的地点可指示使用的定位系统。例如,在一些这样的实施例中,如果接收器200知道它在外面,则GPS可用作默认定位系统,直到接收器200知道它在里面为止。此外,在一些实施例中,可通过基于接收器200的环境、接收器200的最后接收的定位信号或基于一些其它因素限制或为定位系统排优先次序而节省存储器和/或功率,如将根据本公开显而易见。

继续图11B的方法,如果在1131处没有检测到LCom信号并且在1133处没有检测到GPS/WPS信号,则方法通过存储1137接收器200的最后已知的位置或地点并使用INS来为接收器200确定相对于该最后已知的位置/地点的位置信息而继续。在一些情况下,最后已知的位置可以是在1135处更新的最后位置。在任何情况下,最后已知的位置可使用接收器的最后已知的​​位置、基于LCom信号、GPS信号、WPS信号和/或任何其它合适的技术来确定。在一些实施例中,接收器INS并行于其它定位技术运行,以连续地计算接收器200的相对位置。在这样的情况下,该方法的框1137可被连续地执行,例如以增加接收器定位准确度。在其它实施例中,接收器INS可在失去到其它定位系统的通信链路之后被激活(例如,当没有检测到LCom、GPS或WPS信号时)。该方法通过返回1139到框1131而从框1135和1137继续,以继续确定是否检测到LCom信号(或GPS/WPS信号)。

使用LCom接收器INS加强位置信息或接收器定位的益处是:尽管不能够从另一个定位系统检索位置信息,但接收器仍可以估计它的近似地点。该技术还可能对于估计垂直定位和/或高度信息是有益的,诸如在电梯内的定位。例如,INS可用于估计相对于起始楼层(其中进入电梯的楼层)的电梯楼层位置。这样的示例可允许接收器200知道何时已经达到期望的楼层位置和/或何时离开电梯。附加的益处将根据本公开显而易见。

LCom传输协议

通常,在基于光的通信中,进行发送的源消耗整个通道带宽,并且从而接收器设备可以在给定的时间与仅仅一个进行发送的源通信。为了多个进行发送的源与接收器设备通信,可能需要在那些进行发送的源的信号之间区分和选择。从而,在涉及多个进行发送的源和/或多个接收器设备的情况下,可能期望包括仲裁机制来避免数据分组冲突。此外,如果单个基于光的通信通道在这样的系统中断开,则对于进行发送的源而言可能期望具有它可以切换到的冗余通道,以便成功地完成传输。

从而,并且根据一些实施例,公开了一种技术,用于分配将通过由多个启用LCom的照明设备100输出的光的多个颜色发送的LCom数据并且使用时分多址(TDMA)方案来跨多个颜色的光并行发送该LCom数据。根据一些实施例,可以使用公开的技术,例如以允许多个启用LCom的照明设备100经由LCom而与单个计算设备200同时通信。在一些情况下,可以使用公开的技术,例如以允许在给定的空间内放置更大量的启用LCom的照明设备100,从而例如为室内导航提供更准确的定位。在一些情况下,可使用公开的技术,例如以给计算设备200提供过滤从不同的启用LCom的照明设备100接收的多个LCom信号的能力。在一些情况下,可以使用公开的技术,例如以允许多个LCom通道在LCom系统10中同时活动。

图12图示根据本公开的实施例的被配置成经由LCom与计算设备200通信的启用LCom的照明设备100的示例性布置。如这里可以看到的,存在三个启用LCom的照明设备100(标记为L1、L2和L3),其中的每一个根据示例性实施例而被配置用于其光输出的RGB颜色混合。另外,如可以看到的,三个启用LCom的照明设备100(L1-L3)被空间上布置和委托成使得邻近的启用LCom的照明设备100在给定的时刻通过互斥(例如,正交)通道进行发送。换句话说,根据实施例,没有相邻的启用LCom的照明设备100同时通过相同的LCom通道通信(例如,通过相同光输出颜色)。如可以从下表中看到的,对于给定的时间段“T”,其中T=t1+t2+t3,三个启用LCom的照明设备100(L1-L3)以同时的方式向计算设备200发送唯一的LCom数据:

在t1的条目L1>2>3>

在一些情况下,本文公开的技术的使用可提供在LCom故障的情况下的备份通道,导致更可靠的LCom数据传输。如果具体通道(例如,具体颜色)比一个或多个其它通道(例如,一个或多个其它颜色)受到更多环境噪声,则以循环方式的LCom数据的传输可用于确保所有期望的LCom数据经由所有可用的通道发送。如果单个LCom通道断开,则给定的启用LCom的照明设备100可切换到冗余LCom通道(例如,不同的颜色)。在一些情况下,本文公开的技术的使用可避免或以其它方式最小化LCom数据分组冲突和/或参与的启用LCom的照明设备100之间的通道串扰。

应当注意的是:虽然一般在RGB颜色混合方案的示例性情境中讨论公开的技术,但本公开不限于此。在更一般的意义上,并且根据一些其它实施例,可使用具有任何数量的构成颜色的任何颜色混合方案(例如,RGBY、RGBW、双白、或发射的任何其它合适的组合),如针对给定的目标应用或最终用途所期望的。假设LCom通道由光的不同波长表示,从参与的启用LCom的照明设备100输出的光的颜色数量越大,可用的LCom通道的数量越大,并且从而用于LCom的可用带宽的量越大,如将根据本公开所理解的。在其中利用多个白色发光固态发射器(例如,双白颜色方案)以及从而多个基于白光的LCom通道的一些情况下,多个源启用LCom的照明设备100可被配置成例如使得仅仅给定的LCom通道在给定的时间与计算设备200通信。如将根据本公开进一步理解的,在一些情况下,可部分或整体地基于数据分组冲突控制和/或串扰/干扰的给定的容差量选择给定的启用LCom的照明设备100的光输出能力。

多个面板启用LCom的照明设备

图13A图示根据本公开的实施例的包括示例性的多个面板照明设备100的商店。图13B图示根据本公开的实施例的示例性的多个面板照明设备100的底视图。如在该示例性实施例中可以看到的,照明设备100包括八个面板-1A(1301A)、1B(1301B)、2A(1302A)、2B(1302B)、3A(1303A)、3B(1303B)、4A(1304A)、4B(1304B)。为了便于描述,面板将主要由其面板号(例如,1A、1B等)来指代。本文所描述的多个面板照明设备可具有任何合适的配置。例如,照明设备可被布局在具有行和列的矩形网格中,诸如如图13B中所示。在另一个示例中,照明设备可被布局在圆形布置中。因此,多个面板照明设备不限于任何特定的设计或配置,除非另有指示。此外,如本文不同地描述的多个面板照明设备的面板可以是至少一个固态光源的任何离散分组。因此,面板可具有​​任何形状和大小,并且不限于任何特定的设计或配置,除非另有指示。

在图13B的实施例中,每个面板包括至少一个固态光源,并且光源被配置成输出光。照明设备100可包括任何合适的组件,如将根据该配置显而易见的,包括被配置成调制光源的光输出以允许LCom信号的发射的至少一个调制器174。在一些实施例中,面板可被独立地调制和/或驱动,使得每个面板被配置成发射其自己的LCom信号(并且任何发射的LCom信号可归因于面板中的具体一个)。为了便于描述,本文可描述控制多个面板照明设备的技术,假设在任何给定的时间,使用如将根据本公开显而易见的任何合适的技术,每个LCom信号可能正在发射高或低(或1或0)以发送数据。在一些实施例中,照明设备100的控制器150可被配置成同步从面板发射的LCom信号的定时。在通信方面,从面板发射的LCom信号的定时的同步可类似于计算机中的并行通信,在其中并行电缆的每个引脚可以同时发送信息,但是所有的信号由一个共同的时钟同步。

在其中同步从面板发射的LCom信号的定时的多个面板照明设备的实施例中,面板可被配置成发射反转或复制由另一个面板发射的LCom信号的LCom信号。例如,如果第一面板被配置成发射第一LCom信号,并且第二面板被配置成发射第二LCom信号,第二LCom信号可以是第一LCom信号的反转或复制。使用附加面板反转或复制信号可以有助于数据完整性。例如,将一个面板从另一个反转可允许仍然有效地发送数据,即使两个面板中的一个被阻挡和/或有噪声。同样地,面板可以被用作校验和或用于使用各种合适的逻辑算法的智能位校正。另外,在从面板发射的LCom信号的定时被同步的情况下,照明设备的总的光输出可以被配置成维持在相对恒定的水平和/或从照明设备发射的数据可被划分在一个或多个面板之间,如本文将更详细地描述的。

​​在图13B中所示的示例性实施例中,多个面板照明设备100的控制器150被配置成同步从面板发射的LCom信号的定时。此外,在从面板发射的LCom信号的定时被同步的情况下,照明设备100被配置成使得A面板(1A、2A、3A、4A)均正在发射信号,并且相应的B面板(1B、2B、3B、4B)正在发射其对应的A面板的相应的反转信号。例如,从面板1B发射的LCom信号是从面板1A发射的LCom信号的反转,从面板2B发射的LCom信号是从面板2A发射的LCom信号的反转,等等。因此,当1A正在发射高信号时,1B正在发射低信号,反之亦然。这被指示在图13B中,其中A面板或者是亮/白/开(其可表示高信号)或暗/灰/关(其可表示低信号),并且相应的B面板是亮或暗中的另一个,如可以看到的。例如,在多个面板照明设备100的现状中,面板1A是暗的并且面板1B是亮的。知道用于在图13B中所示的具体配置的反转方案,还可以看到:两个面板组具有彼此对角的面板(1A/1B,2A/2B),并且两个面板组具有彼此相邻的面板(3A/3B,4A/4B)。该配置对于创建可以提供定向信息的虚拟基准是有用的,如本文将更详细地描述的。

图13C图示根据本公开的实施例的从两个不同的定向观看图13B的多个面板照明设备100的接收器(计算设备)200。在该示例性实施例中,接收器200是包括被配置成生成图像1310的面向前方的图像捕获设备(摄像机)252的智能电话,并且接收器200正在从照明设备下方观看照明设备100。提供箭头以指示当从下面观察照明设备时的接收器航向1312、1314。照明设备100包括参照图13B中的示例性实施例描述的信号反转模式(1A反转1B,2A反转2B等)。如可以从在两个不同的定向上的接收器上显示的图像1310看到的,当接收器200具有在第一方向上的航向1312时,照明设备的图像在第一定向上,并且当接收器200具有在与第一方向大体上相反的第二方向上的航向1314时,照明设备的图像在与第一定向大体上相反的第二定向上。以这种方式,多个面板照明设备100创建可以向接收器200提供定向信息的虚拟基准。当接收器200识别/观察多个面板照明设备100的整体时,接收器200可基于如何构造反转的面板而分辨照明设备I定向哪种方式。在一些情况下,可经由从照明设备100发射的一个或多个LCom信号提供定向信息的含义。例如,照明设备100可发送其中面板4A和4B位于面向北的照明设备100的那一端,或该端面向识别的原点或物理地点,使得接收器200可以使用定向信息,以例如确定其位置(例如,使用用于确定LCom接收器位置的技术,如本文不同地描述的)。

注意的是:在图13B和13C中提供的用于创建虚拟基准以用于定向目的的反转方案是为了说明目的提供的,并且不旨在限制本公开。具有和两个面板一样少的多个面板照明设备可用于创建虚拟基准以提供定向信息。例如,发射不同LCom信号的两个邻近的面板可在空间上被解析(例如,使用用于空间上解析接收的LCom信号的技术,如本文不同地描述的),使得在接收器的FOV内的每个LCom信号的地点可以使用LCom信号的位置作为定向提示。在另一个示例中,一个面板宽但是大于两个面板长(例如,100个面板长或任何其它合适的量)的长照明设备仍然可提供位置和/或定向信息,因为面板可被配置成发送可以用于接收器定位的LCom信号。还注意的是:在多个面板启用LCom的照明设备的一些实施例中,所有面板无需能够或被配置成发射LCom信号。例如,面板中的仅一个可被配置成发射LCom信号,而其它面板被配置成输出未编码有数据的光。然而,即使在一些这样的实施例中,多个面板照明设备可创建用于提供定向信息的虚拟基准。因此,许多变型和配置将根据本公开显而易见。

在一些实施例中,可使用多个面板照明设备来改善光质量。例如,在一些这样的实施例中,总的光输出可被维持相对恒定的水平,使得光输出变化不可由人类视觉感知。将总的光输出维持在相对恒定的水平可包括小于25%、20%、15%、10%、5%或2%流明的光输出变化,或者某个其它合适的容限,如将根据本公开显而易见。在一些实例中,这可通过以下来实现:在任何给定的时间具有与处于低状态相同数量的处于高状态的面板,以在脉冲和LCom发射期间将DC或环境电平保持相对恒定。在一些这样的实例中,这可以通过信号的反转或通过某个平衡算法来完成。使用图13B的示例性照明设备,其具有八个面板,其中的每个面板或者处于高或者处于低状态,在其中没有面板反转的情况下,256个不同的组合将是可能的(通过28计算)。如果反转规则被实现,使得处于高状态的面板的数量与处于低状态的面板(无论哪个面板)的数量大约相同,七十个不同的组合将是可能的(使用事件概率计算——8!/4!/4!)。如果反转规则被实现,使得四个面板是四个其它面板的反转(诸如上述情况),十六个不同的组合将是可能的(通过24计算)。取决于期望的数据速率和可靠性,可以在不同的时间应用不同的反转规则。紧接在下面的表示出不同反转规则的概要:

反转规则组合方向性相同量的“高”与“低”面板70四个面板反转其它四个16

如在该表中可以看到的,四个面板反转其它四个的反转规则具有较少的组合,并且因此较慢的数据速率,但是该规则在提供方向性/创建用于定向信息的虚拟基准方面向智能电话提供方向性(如本文不同地描述的)。在一些实施例中,反转规则的组合可以被应用,使得例如多个面板照明设备的一个部分(例如,面板1A和1B)总是彼此反转,但是其它面板不遵循这样的反转规则。在一些这样的实施例中,仍然可提供方向性,并且可实现更多组合。

在一些实施例中,数据传输速度和/或可靠性可以使用多个面板照明设备来改善。例如,假设单个面板照明设备具有两个状态(例如,高和低),可以在任何给定的时间发送一个数据位。进一步参照表1,在其中四个面板反转其它四个的反转规则的情况下,相比于单个面板照明设备,在给定的时间量中可以发送八倍(通过16个组合除以两个状态计算)的数据量(例如,假设两个照明设备正在用相同的频率脉冲)。因此,使用八个面板照明设备、应用四个面板反转其它四个规则的反转规则将花费1秒来发送的数据用采用相同的脉冲频率的单个面板照明设备将花费八秒来发送。许多变化和配置将根据本公开显而易见。回想:本文描述的八个面板照明设备是为了说明的目的提供的,并且不旨在限制本公开。具有任何配置和任何数量的面板或光源分组的多个面板照明设备可以用于实现本文所描述的益处。

图13D图示根据本公开的实施例的示例性的多个面板照明设备传输。如可以看到的,传输开始于LCom数据1320。该数据1320被划分在多个面板照明设备100的面板1330之间,以经由LCom信号1325发射。照明设备100可具有任何数量“n”个面板1330,其中每个面板包括被配置成输出光的至少一个固态光源。数据1320可在照明设备100的一个或多​​个面板1330之间以任何合适的方式来划分,无论均匀与否。一个或多个调制器174可被配置成调制面板的光源的光输出以允许可携带数据1320的至少一部分的LCom信号1325的发射/传输。注意,如先前所描述的,在一些实施例中,多个面板照明设备的一个或多个面板可不被配置成发射/传输LCom信号。接收器200可以在一个或多个通道1340或部分中接收LCom信号1325,如本文不同地描述的(例如,使用用于空间上解析接收的LCom信号的技术)。接收器200然后可以使用LCom信号1325重构LCom数据1320,如所示出的。该时和/或空分复用可以导致恒定的或改善的光输出,同时仍然维持期望的通信数据速率和/或可靠性。

返回参考图13A,当顾客进入商店寻找物品时,顾客可能能够使用诸如其智能电话之类的LCom接收器来开启室内导航应用以将他们引导到期望的物品。一旦应用被激活,智能电话上的摄像机就可被配置成识别来自头顶照明设备100的在其视野内的LCom信号。如果照明设备100被识别并且LCom信号被检测,照明设备100可以提供照明设备在空间中的确切地点连同定向信息(例如,反转的面板的模式在航向方面的含义),以在空间中定位智能电话。另外,可以以相比于例如单个面板照明设备更快的速率广播从多个面板照明设备100发射的数据,因为数据可以被划分在从多个面板发射的LCom信号之间。速度的改善取决于特定配置,但是改善可能是至少2×、3×、5×、8×或10×速度,或者某个其它合适的量,如将根据本公开显而易见。

多个面板启用LCom的照明设备的示例性替代方案是单个面板启用LCom的照明设备。单个面板照明设备可能能够使用关联的基准(诸如照明设备上的某处的标记)提供定向;然而,使用多个面板照明设备以创建如本文不同地描述的虚拟基准对于提供定向信息可能是有益的,因为它可由LCom接收器更好地检测。另外,相比于使用多个面板启用LCom的照明设备,数据传输速率和数据完整性可通过使用单个面板启用LCom的照明设备而削弱。如本文不同地描述的多个面板照明设备的另一个益处可包括能够向慢速接收设备通信,诸如智能电话的面向前方的摄像机,而没有任何可察觉的视觉伪像。可实现这样的益处,因为当以小于100Hz调制光输出时,照明的量和质量都可以受到不利的影响,包括闪烁和非均匀照明水平的问题。因此,多个面板启用LCom的照明设备的各种益处包括能够提供如本文所述的定向信息,其能够维持恒定的光输出并改善所提供的照明的量/质量,能够以更快和更可靠的速率发送数据,能够以更快和更可靠的方式建立与LCom接收器的通信链路,以及其它益处,如将根据本公开显而易见。

用于空间上解析接收的LCom信号的技术

图14A图示根据本公开的实施例的图像捕获设备250的示例性视野1400和相应的图像1402。在该示例性实施例中,提供FOV 1400和相应的图像1402以描述空间上解析接收的LCom信号的技术。如可以看到的,由图像捕获设备250(为了便于引用,本文称为摄像机)观察的FOV 1400包括三个照明设备。为了便于描述,假设在FOV 1400中看到的每个照明设备正在发送LCom信号。

图14B图示根据本公开的实施例的在空间上解析接收的LCom信号的示例性方法。为了便于描述,图14A中的示例性FOV 1400和图像1402将用于描述方法。图14B的方法包括:由计算设备200接收1411发送一个或多个LCom信号的至少一个固态光源的数字图像。一个或多个LCom信号可由设备200的摄像机250接收/捕获。该方法还包括将图像分割1413成多个非重叠的单元1404,其中LCom信号均与在单元中的至少一个中捕获的光源的唯一像素簇相关联。分割1413可以使用一个或多个任何合适的技术来执行。该方法通过基于检测到的唯一像素簇来在空间上解析1415一个或多个LCom信号而继续。如可以在图14A中看到的,在FOV 1400中的照明设备被示出在生成的图像1402中,其中每个照明设备被图示为使用相应的虚线捕获的。如还可以看到的,图像1402已经被分割成形状是矩形的非重叠的单元1404。在一些实施例中,每个LCom信号可以与唯一像素簇相关联或被解释为唯一像素簇,唯一像素簇包括单元中的至少一个以在空间上解析每个LCom信号。一旦每个LCom信号被检测为唯一像素簇或与唯一像素簇相关联,该像素簇就可以用于识别图像1402内的信号的地点/位置,连同可以从在空间上解析每个LCom信号得出的其它益处,如将在本文中更详细地讨论的。

图14C图示根据本公开的另一个实施例的图像捕获设备250的示例性视野1420和相应的图像1422。先前参照FOV 1400的讨论适用于FOV 1420,并且先前参照图像1402的讨论适用于图像1422。在该示例性实施例中,FOV 1420包括三个照明设备101、102和103。为了便于描述,假设照明设备101、102和103均正在发送LCom信号。图像1422是来自照明设备下的相应的图像。如可以看到的,图像1422被分割成非重叠/唯一的六边形形状的单元1424,其中接收的LCom信号均与包括单元1424中的至少一个的唯一像素簇相关联。如还可以看到的,观察到的LCom信号具有在指示的重叠区域1426中的重叠,这将在本文中更详细地讨论。

在一些实施例中,接收信号强度指示符(RSSI)信息可用于帮助确定最近的通信照明设备。例如,用于来自照明设备101、102和103的LCom信号的RSSI信息可用于帮助在空间上解析图像1422中(诸如在重叠区域1426中)的LCom信号。用于LCom信号的RSSI信息可基于接收的LCom信号的强度、携带信号的光的照度或任何其它合适的因素,如将根据本公开显而易见。在一些实施例中,LCom接收器的定向可用于帮助在空间上解析接收的LCom信号。例如,在接收器内的一个或多个陀螺仪可被配置成确定接收器的定向(例如,俯仰、滚动和偏航),并且定向信息可用于帮助在空间上解析图像1422中(诸如在重叠区域1426中)的接收LCom信号。在一些实施例中,一旦接收的LCom信号被空间上解析,与LCom信号相关联的单元可被过滤并聚焦以例如改善整体的信噪比。此外,在一些这样的实施例中,每个LCom像素簇(包括用于每个LCom信号的至少一个单元)可被过滤掉并聚焦以例如改善针对该LCom信号的信噪比。在一些实施例中,一旦接收的LCom信号被空间上解析,不与任何LCom信号相关联的单元或像素可被过滤掉,以帮助改善针对该LCom信号的信噪比。过滤掉不携带任何LCom信号的单元/像素可导致例如改善的通信速度和增强的采样频率。

在图14A和14C中,图像1402和1422被分别分割1413成矩形和六边形形状的单元。然而,分割1413可导致任何合适的形状的单元,如将根据本公开显而易见。在一些实施例中,单元可都在大小和形状上类似。在一些实施例中,单元可都具有正多边形形状。在一些实施例中,单元可以是矩形、正方形、三角形、六边形、圆形和/或任何其它合适的形状。而使用圆形形状的单元可以留下未覆盖的区域,其它的形状导致大量的唯一和/或非重叠单元,诸如矩形、正方形、三角形和六边形形状的单元。为了用最少数量的唯一单元实现最佳可能的粒度,图像可以被分割1413成类似大小的六边形单元,诸如是图14C中的具有单元1422的情况。六边形单元形状1422可以用于最大化图像覆盖,因为对于多边形的中心及其最远圆周点之间的给定距离,该六边形具有最大面积。因此,通过使用六边形单元几何结构,最少数量的单元可以覆盖整个空间(例如,其中单元边被保持恒定)。

注意的是:本文公开的用于空间上解析接收的LCom信号的技术和原理可用于同时从一个或多个启用LCom的照明设备接收的多个LCom信号。因此,该技术可以与正在发送多个LCom信号的单个照明设备(诸如如本文不同地描述的多面板照明设备)、或者与均发送LCom信号的多个照明设备一起、或者与其组合一起被使用。还注意的是:虽然本文空间上解析多于一个LCom信号的情境中描述技术,但是原理可以被应用以空间上解析LCom接收器的FOV内的单个LCom信号,例如以增加接收器定位准确度。例如,在一些实施例中,可使用至少两个LCom照明设备的绝对位置(其可经由LCom信号而被传送到接收器)结合信号的图像和关于接收器倾斜的信息(例如,偏航、俯仰、滚动)和定向(例如,从板载磁力/地磁传感器获得)来执行接收器定位。在一些这样的实施例中,定位技术可包括:如本文不同地描述(例如,通过确定由接收器检测到的两个照明设备的LCom信号的起源)的空间上解析至少两个照明设备的地点,并使用接收器的方向/定向来确定接收器位置/地点。此外,在一些这样的实施例中,不需要已知所涉及的照明设备的几何结构。

用于空间上解析本文所述的多个LCom信号的技术的示例性替代方案包括:使用光电二极管代替摄像机或图像捕获设备以建立与LCom信号源的视线通信。这样的示例性替代方案不提供相同质量的空间分辨率,包括不能够区分多个LCom信号。另一个示例性替代方案包括使用定向光传感器。然而,这样的示例性替代方案可包括必须将定向光传感器导向一个或多个LCom信号源。因此,本文不同地描述的技术可以用于建立与接收器的FOV内的多个LCom信号的链路而没有冲突和/或确定那些LCom信号的地点。如不同地描述的技术的附加益处可以包括增加LCom接收器定位准确度/精度,接收多个LCom信号源,即使在信号重叠的区域中,改善信噪比(SNR),增强采样频率,改善通信速度,能够过滤掉在不包括LCom信号的FOV内的像素,以及其它益处,如将根据本公开显而易见。

关于图5A、5C、6C、7B、8A、8B、9A、10B、11B和14B的方法的许多变型将根据本公开显而易见。如将理解的,并且根据一些实施例,这些图中所示的功能框中的每一个可以被实现为例如模块或子模块,该模块或子模块在由一个或多个处理器140执行或以其它方式操作时使得如本文所述的相关联的功能被执行。模块/子模块例如可以以软件(例如,存储在一个或多个计算机可读介质上的可执行指令)、固件(例如,可具有用于征求来自用户的输入并提供对用户请求的响应的I/O能力的微控制器或其它设备的嵌入式例程)和/或硬件(例如,门级逻辑、现场可编程门阵列、特制硅等)来实现。

许多实施例将根据本公开显而易见。一个示例性实施例提供一种计算设备,包括:图像捕获设备;以及处理器,其被配置成:评估图像捕获设备的光栅线相对于发送编码有数据的脉冲光信号的至少一个固态照明设备的对准;以及响应于图像捕获设备的光栅线与所述至少一个固态照明设备之间的未对准而提供指令以将图像捕获设备的光栅线与所述至少一个固态照明设备对准。在一些情况下,该指令包括控制信号,该控制信号引起图像捕获设备的自动重新定向以将其光栅线与所述至少一个固态照明设备对准。在一些情况下,该指令包括控制信号,该控制信号引起图像捕获设备的光栅设置的自动调节以将其光栅线与所述至少一个固态照明设备对准。在一些实例中,该计​​算设备进一步包括下列中的至少一个:显示器,其被配置成输出作为指令的视觉反馈以引导用户使图像捕获设备重新定向以将其光栅线与所述至少一个固态照明设备对准;以及扬声器,其被配置成输出作为指令的听觉反馈以引导用户使图像捕获设备重新定向以将其光栅线与所述至少一个固态照明设备对准。在一些实例中,为了评估图像捕获设备的光栅线相对于至少一个固态照明设备的对准,所述处理器被配置成:确定图像捕获设备的视野(FOV)内的所述至少一个固态照明设备的位置;确定所述至少一个固态照明设备的几何结构;以及确定图像捕获设备的光栅方向。在一些这样的实例中,为了确定所述至少一个固态照明设备的几何结构,所述处理器被配置成:分析由图像捕获设备捕获的图像数据,以及通过将所述至少一个固态照明设备的亮度与其周围环境相比较而从其识别所述至少一个固态照明设备的最长维度。在一些其它这样的实例中,为了评估图像捕获设备的光栅线相对于至少一个固态照明设备的对准,所述处理器被进一步配置成:确定所述至少一个固态照明设备的定向。在一些情况下,提供一种基于光的通信系统,该系统包括:计算设备;以及至少一个固态照明设备。

另一个示例性实施例提供一种基于光的通信的方法,该方法包括:评估图像捕获设备的光栅线相对于发送编码有数据的脉冲光信号的至少一个固态照明设备的对准;以及响应于图像捕获设备的光栅线与所述至少一个固态照明设备之间的未对准,提供指令以将图像捕获设备的光栅线与所述至少一个固态照明设备对准。在一些情况下,所述指令包括控制信号,所述控制信号引起图像捕获设备的自动重新定向以将其光栅线与所述至少一个固态照明设备对准。在一些情况下,所述指令包括控制信号,所述控制信号引起图像捕获设备的光栅设置的自动调节以将其光栅线与所述至少一个固态照明设备对准。在一些实例中,所述指令包括视觉反馈和听觉反馈中的至少一个,以引导用户使图像捕获设备重新定向以将其光栅线与所述至少一个固态照明设备手动对准。在一些实例中,评估图像捕获设备的光栅线相对于至少一个固态照明设备的对准包括:确定图像捕获设备的视野(FOV)内的所述至少一个固态照明设备的位置;确定所述至少一个固态照明设备的几何结构;以及确定图像捕获设备的光栅方向。在一些这样的实例中,确定所述至少一个固态照明设备的几何结构包括:分析由图像捕获设备捕获的图像数据;以及通过将所述至少一个固态照明设备的亮度与其周围环境相比较而从其识别所述至少一个固态照明设备的最长维度。在一些其它这样的实例中,评估图像捕获设备的光栅线相对于至少一个固态照明设备的对准进一步包括:确定所述至少一个固态照明设备的定向。

另一个示例性实施例提供一种非临时性计算机程序产品,包括:在其上非瞬时编码的多个指令,所述多个指令在由一个或多个处理器执行时使得执行过程。该计算机程序产品可包括一个或多​​个计算机可读介质,诸如例如硬驱动器、压缩盘、存储棒、服务器、高速缓存存储器、寄存器存储器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存存储器、或者用可以由一个或多个处理器执行的指令编码的任何合适的非暂时性存储器、或者这样的存储器的多个组合。该过程包括:评估图像捕获设备的光栅线相对于发送编码有数据的脉冲光信号的至少一个固态照明设备的对准;以及响应于图像捕获设备的光栅线与所述至少一个固态照明设备之间的未对准,提供指令以将图像捕获设备的光栅线与所述至少一个固态照明设备对准。在一些情况下,该指令包括下列的至少一个:控制信号,其引起图像捕获设备的自动重新定向以将其光栅线与所述至少一个固态照明设备对准;控制信号,其引起图像捕获设备的光栅设置的自动调节以将其光栅线与所述至少一个固态照明设备对准;视觉反馈,由显示器呈现以引导用户使图像捕获设备重新定向以将其光栅线与所述至少一个固态照明设备手动对准;以及听觉反馈,由扬声器呈现以引导用户使图像捕获设备重新定向以将其光栅线与所述至少一个固态照明设备手动对准。在一些情况下,评估图像捕获设备的光栅线相对于至少一个固态照明设备的对准包括:确定图像捕获设备的视野(FOV)内的所述至少一个固态照明设备的位置;确定所述至少一个固态照明设备的几何结构;以及确定图像捕获设备的光栅方向。在一些这样的实例中,确定所述至少一个固态照明设备的几何结构包括:分析由图像捕获设备捕获的图像数据;以及通过将所述至少一个固态照明设备的亮度和其周围环境相比较而从其识别所述至少一个固态照明设备的最长维度。在一些其它这样的实例中,评估图像捕获设备的光栅线相对于至少一个固态照明设备的对准进一步包括:确定所述至少一个固态照明设备的定向。

已经为了说明和描述的目的而呈现了示例性实施例的前述描述。不旨在穷尽或将本公开限制到公开的精确形式。根据本公开,许多修改和变化是可能的。其旨在本公开的范围不受该具体实施方式而是由所附到其的权利要求限制。要求本申请的优先权的将来提交的申请可以不同的方式要求保护公开的主题,并且一般可包括如本文不同地公开或以其他方式例示的一个或多个限制的任何集合。

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