[发明专利]一种基于移动设备摄像头检测LED光源的频率的方法

说明书

本发明提供一种基于移动设备摄像头检测LED光源的频率的方法，该明通过对LED光源的驱动电流或驱动电压进行调制，简单的说就是改变LED光源的频率，在图像传感器输出端获取若干帧明暗条纹图片，然后对明暗条纹图片一对明暗条纹的宽度进行检测，可知所拍摄的明暗条纹图片每行像素值的变化规律是周期性的，即用移动设备的摄像头的行扫描频率比上一对黑白条纹的宽度即为LED光源的频率，不同LED频率的组合，就可以获得LED光源的位置信息，提高了对LED光源定位的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及可见光通信领域，更具体地，涉及一种基于移动设备摄像头检测LED光源的频率的方法。

背景技术

现有技术公开了一种基于可见光的通信技术，利用图像传感器分时逐行读取图像信息的特性，通过对LED光源的驱动电流或驱动电压进行调制，简单的说就是改变LED光源的频率，在图像传感器输出端获取若干帧明暗条纹图片，然后对明暗条纹图片中一对明暗条纹的宽度进行检测。而后，根据检测到的图像中一对明条纹暗条纹的宽度，通过计算来获取LED光源的频率信息。而后，根据所述频率信息来确定所传输的编码。最后，根据特定的解码方式恢复所传输信，该信息与室内位置之间的对应关系，获得相应位置信息，从而实现移动设备的室内精确定位。现有技术提出的可见光定位系统如图1所示。

如图1所示，实现可见光定位系统实时可靠地实现定位的关键是对不同宽度的明暗条纹图片进行正确的解码，计算出其中一对明暗条纹的宽度，从而得到LED光源的频率。现有技术检测一对明暗条纹的宽度的方法有：1.首先将有效光源区条纹图片进一步缩减为发光面矩形，对发光面矩形图片灰度值进行灰度值二元化，然后对二值矩形图片中的每一行求和，再对和值求一阶或二阶偏导，最后对每行的偏导值进行处理得到图片的条纹数目；2.首先获取光源区条纹图片，将条纹图片转换成灰度图片，针对条纹图片中每一行的所有像素计算平均灰度值，假定灰度明暗条纹图片共有M行，将M个平均灰度值存储在数组中，然后对数组进行M点的DFT运算，除低频分量以外的峰值所对应的K值即条纹图片中的条纹数目，再用总行数M除以K得到一对明暗条纹的宽度。但是通过实际实验的验证，方法一，方法二的可靠性和稳定性并不是很理想。方法一中明暗条纹的数目是随着LED光源与移动设备之间距离的增加而减少的，而不是固定不变的，说以不能得到光源区的条纹图片与LED光源频率的之间对应的光系。方法二用平均阈值法不能消除远距离时在条纹图片的外圈形成的个个不是很亮的光环，这个光环会对有效光源区的截取产生干扰，随着距离的增加，误码率会越来越高，还有条纹图片的每行进行求灰度值平均，在进行DFT运算时，会引入更多的噪声，这个方法还会真加很多的运算量，使对图片的处理变慢，对移动设备的内存占用比变大，影响系统的可靠性和稳定性。现有技术把LED-ID信息与位置信息的对照表，当室内可见光定位技术应用范围越来越广的时候，LED-ID信息与位置信息的对照表就要频繁的更新，移动设备上的APP也就要同时频繁的更新，随着LED-ID信息与位置信息的对照表越来越庞大，会占用的大量的移动设备的内存资源。为了解决上述出现的问题，本发明提出一种基于移动设备摄像头检测LED光源频率并与服务器进行数据传输获取位置的方法，有效的提高了可见光室内定位系统的稳定性。

发明内容

本发明提供一种基于移动设备摄像头检测LED光源的频率的方法，该方法可有效提高对可见光源定位的稳定性和可靠性。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于移动设备摄像头检测LED光源的频率的方法，包括以下步骤：

S1：用移动设备的摄像头对着经过LED光源拍照，获取条纹图片，将条纹图片转换成灰度图像，其中每一种LED灯具的频率都对应着一位或者多位的bit信息，在移动设备中生产一张频率与bit信息对照表；

S2：采用Otsu算法选取阈值将灰度图像转换成二值图像，根据得到的二值图像，进行行扫描，获取每行的平均灰度值；

S3：对灰度值最大的一行进行行扫描，分别记录第一次和最后一次出现大于阈值的像素点的纵坐标；