[发明专利]基于边缘检测的室外可见光通信的LED检测方法

权利要求书

1.一种基于边缘检测的室外可见光通信的LED检测方法，其特征在于，所述的LED检测方法包括下列步骤：

S1、将LED交通灯作为发送端，交通工具上的高速摄像头作为接收端，高速摄像头获取图像，对图像进行图像处理后，识别出发送端区域，并从这个发送端区域图像剪切出含有发送端区域的像素块，用于后续追踪处理；

S2、使用Canny边缘检测算法，根据图像像素点的梯度值对图像进行处理得到边缘图像；

S3、对边缘图像中的成分做出外接矩形区域，计算每个边缘图像成分的外接矩形参数，筛选出符合要求的边缘成分，作为待定发射端区域；

S4、检验待定发射端区域的正确性，从待定发射端区域选中符合要求的发射端区域作为正确发射端区域，实现每一帧图像对正确发射端区域的追踪。

2.根据权利要求1所述的基于边缘检测的室外可见光通信的LED检测方法，其特征在于，所述的步骤S1包括：

S101、用256个LED灯以16行16列的方式排列，构成方形的LED交通灯作为发送端，发送端分为一个个片段发送信号，在每个片段的前半部分，所有LED灯同时以500赫兹的频率发送信号用于接收端进行识别，在每个片段的后半部分，所有LED灯同时以500赫兹的频率以不同的亮度水平发送光，用于实现通信；

S102、交通工具上的高速摄像头以1000帧每秒的帧率拍摄图像，首先，对两个连续帧图像做像素点矩阵减法的图像处理，得到的图像将会含有一个因带有噪声而模糊相似的发送端区域，二值化和降噪处理这个图像后识别出发送端，从这个发送端区域图像剪切出每行每列均为125像素的，包含有发送端区域的像素块。

3.根据权利要求1所述的基于边缘检测的室外可见光通信的LED检测方法，其特征在于，所述的步骤S2过程如下：

使用Gaussian滤波柔化图像，使用Sobel滤波算法计算每个像素点的梯度值和方向，使用非最大抑制算法实现对梯度方向的量子化，最后使用滞后阈值算法获得边缘点，构成边缘图像。

4.根据权利要求1所述的基于边缘检测的室外可见光通信的LED检测方法，其特征在于，所述的滞后阈值算法中设置两个阈值，分别为Cthres1和Cthres2，其中Cthres1大于Cthres2，应用在梯度上获得合适的边缘点，选中梯度值大于Cthres1的像素为边缘点，而梯度值小于Cthres2的像素舍弃，最后选中梯度值介于Cthres1和Cthres2的，且连接两个已被选中为边缘点的像素点为边缘点，边缘点像素保留后，形成边缘图像。

5.根据权利要求1所述的基于边缘检测的室外可见光通信的LED检测方法，其特征在于，所述的阈值Cthres1取值250，所述的阈值Cthres2取值180。

6.根据权利要求1所述的基于边缘检测的室外可见光通信的LED检测方法，其特征在于，所述的步骤S3的过程如下：

对边缘图像中的成分做出外接矩形区域，计算每个边缘图像成分的外接矩形参数，筛选出符合以下状态的边缘成分，作为待定发射端区域：

H_pre-offset<H_now<H_pre+offset

W_pre-offset<W_now<W_pre+offset

|H_now-W_now|≤2像素

其中，W_pre和H_pre是前一帧图像检测到的发送端宽度和高度，W_now和H_now表示外接矩形宽度和高度，offset为设置的可调整的像素变量。