[发明专利]水下无线通信装置及方法

说明书

一种水下无线通信装置，包括光发射元件，传送第一通信光及光接收元件，接收第二通信光。还包括：一光辨识元件用于侦测设置在节点通信装置上二维的一参考图案，而得到一侦测图案，其中该光发射元件及该光接收元件分别相对于该光辨识元件设置在固定的两个相对位置上；一动力装置用于驱动该水下无线通信装置；一控制/监控装置取得该光辨识元件的该侦测图案，且分析该侦测图案与该参考图案的差异程度。根据该差异程度，其控制该动力装置使该水下无线通信装置移动到该侦测图案与该参考图案二维对准的位置。

技术领域

本发明涉及一种水下无线通信装置，且特别涉及一种水下光通信装置，例如可以使用可见光进行无线通信。

背景技术

水下通信是常见的通信方式，其可以广泛应用在军事、水下观测研究、娱乐等等的领域。

水下通信以无线通信较为方便，而对于相对短距离的通信，其可以利用可见光为媒介进行双向无线通信。然而由于光是直线进行，对于位于两处的收发的元件需要维持对准才能相互传送与接收光信息。另外光在水中传递时也需要考虑环境光所产生的噪声。

如何达到水下两个无线通信节点的对准，以及排除环境光所产生的噪声是水下无线通信所需要考虑与提升的问题。

发明内容

本发明提供一种水下无线通信装置，可移动于水环境中，用于与设置在水中节点的节点通信装置进行通信。水下无线通信装置与节点通信装置之间设置有对准机制，能有效对准，提升通信性能。

在一实施示例中，本发明提供一种水下无线通信装置，可移动于水环境中，用于与设置在水中节点的节点通信装置进行通信。水下无线通信装置包括光发射元件、光接收元件、光辨识元件、动力装置及控制/监控装置。光发射元件传送第一通信光。光接收元件接收第二通信光。光辨识元件用于侦测设置在该节点通信装置上二维的一参考图案，而得到一侦测图案。该光发射元件及该光接收元件分别相对于该光辨识元件设置在固定的两个相对位置上。动力装置用于驱动该水下无线通信装置。控制/监控装置取得该光辨识元件的该侦测图案，且分析该侦测图案与该参考图案的差异程度。根据该差异程度，其控制该动力装置使该水下无线通信装置移动到该侦测图案与该参考图案二维对准的位置。

在一实施示例中，对于所述的水下无线通信装置，该侦测图案与该参考图案二维对准的该位置包括一参考点的位置对准以及相对该参考点的方位对准。

在一实施示例中，对于所述的水下无线通信装置，该侦测图案包括第一图案与第二图案，其中该光辨识元件包括：第一取像元件，对该水下无线通信装置的直下方向取像得到该第一图案，用于确定该位置对准；以及第二取像元件，相对该直下方向的斜角方向取像，用于寻找该参考图案以产生该第二图案。该控制/监控装置根据该第二图案在当下时间点的形状来判断该水下无线通信装置的移动，使得该第一图案被有效产生。该第一图案与该参考图案之间包括移动对准及旋转对准。

在一实施示例中，对于所述的水下无线通信装置，该斜角方向是在0度到90度的范围。

在一实施示例中，对于所述的水下无线通信装置，该节点通信装置包括：节点光接收元件，接收该第一通信光；节点光发射元件，传送该第二通信光；以及光图案板，有多个光传输元件产生该参考图案。该光发射元件及该光接收元件的该两个相对位置，相等于该节点光接收元件及该节点光发射元件分别相对于该参考图案所设置的两个位置。

在一实施示例中，对于所述的水下无线通信装置，该参考图案包含可以区分的至少三个光点，构成一个多角形图案。

在一实施示例中，对于所述的水下无线通信装置，该多角形图案有一几何参考点，其中由该至少三个光点决定与旋转相关的一方位角。

在一实施示例中，对于所述的水下无线通信装置，该几何参考点是该多角形图案的中心点或是重心点。