[发明专利]一种用于LED车灯光通信的自适应接收装置及方法

说明书

本发明涉及车联网中的可见光通信技术，提供了一种用于LED车灯光通信的自适应接收装置，其包括光电转换模块和与该光电转换模块连接的微机处理器，所述光电转换电路包括接收光信号的光电二极管阵列和多通道放大电路，所述光电二极管阵列的输出端经多通道放大电路与微机处理器连接，该光电二极管阵列安装在一微机电机构上，所述微机处理器控制连接微机电机构。本发明还提供了一种用于LED车灯光通信的自适应接收方法，其采用光电二极管阵列进行光信号的接收和转换，并采用扰动观察法计算最优接收角度，对光信号发射源实现跟踪。本方案解决了现有技术对光信号接收的可靠性和稳定性问题。

技术领域

本发明涉及车联网中的可见光通信技术，具体是一种在用于LED车灯光通信的自适应接收装置及方法。

背景技术

LED照明光无线通信因其具有安全、经济且高速的特点而极具发展前景，虽然该技术在国外尚处于起步和摸索阶段，但其应用前景非常看好，不仅可以用于室内无线接入，还可以为城市车辆的移动导航及定位提供一种全新的方法。汽车照明灯基本都采用LED灯，可以组成汽车与交通控制中心、交通信号灯至汽车、汽车至汽车的通信链路，这也是LED可见光通信在智能交通系统的发展方向。

如CN 202524390公开的一种LED通信照明装置及基于该装置的机动车灯光系统，它包括定点LED灯光通信装置和移动LED灯光通信装置；所述定点LED灯光通信装置是由依次电连接的第一光电探测器、第一信息处理单元、第一驱动电路和LED灯光发射器构成，在第一信息处理单元的输出还分别连接有第一执行器和第一显示器；所述移动LED灯光通信装置是由依次电连接的第二光电探测器、第二信息处理单元、第二驱动电路和LED前灯构成。该技术实现了不停车缴费，使车道的通行能力提高3～5倍，还实现了交通车辆动态信息的快速采集，并且还可以有效避免前后车辆车距太近，防止汽车之间的相互追尾的恶性交通事故。

又如CN 102610115A公开的一种基于LED可见光通信的智能交通系统，属于智能交通系统领域，包括：LED交通灯、光发射机、和光接收机，光接收机和光发射机安装在一个车辆上，后面一辆汽车的光接收机接收前面一辆汽车上光发射机发出的信号，LED交通灯中发送的信号中包含路况情况和红绿灯情况，光发射机所发送的信号中包含前后车辆间的距离和警示信号，光接收机接收LED交通灯、光发射机发出的信号。通过上述方式，本技术能够形成可见光智能交通网络，及时地接收LED交通灯发出的路况信息、前后车辆间的距离、警示信号和红绿灯情况，保证了交通安全，降低了交通事故发生的概率。

然而，由于车辆是移动的，在如上述两个系统中，车对光信号接收的可靠性和稳定性问题成为LED可见光通信在智能交通系统运用中首要难题。并且，在车辆高速行驶以及转弯的时候，车与车之间的位置关系变化急速，使得该问题更为突出，信号干扰大以及信号弱或缺失都极易造成通讯失败，引发交通事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于LED车灯光通信的自适应接收装置及方法，其能够解决现有技术中车对光信号接收的可靠性和稳定性问题。

本发明的技术方案如下：包括光电转换模块和与该光电转换模块连接的微机处理器，所述光电转换电路包括接收光信号的光电二极管阵列和多通道放大电路，所述光电二极管阵列的输出端经多通道放大电路与微机处理器连接，该光电二极管阵列安装在一微机电机构上，所述微机处理器控制连接微机电机构。

进一步，所述微机处理器输出连接有冗余平均电路，冗余平均电路输出端反馈连接微机处理器且连接有低通滤波电路，低通滤波电路输出连接有整形电路。