[发明专利]一种空间光束指向方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开了一种空间光束指向方法、系统及存储介质，属于空间定位领域。一种空间光束指向方法，包括以下步骤：在双目摄像头之间布置扫描振镜；布置光束发射器，向所述扫描振镜发射光束，通过振镜反射后指向目标；构建能够根据图像识别所述目标的神经网络；将所述双目摄像头捕获的图像输入所述神经网络，当神经网络同时在双目摄像头提供的图像中均识别出所述目标时，分别读取此时目标在所述图像中的像素坐标；根据两个像素坐标与实际位置的关系求得所述目标在三维坐标系下的实际坐标；将所述实际坐标转化为扫描振镜坐标系下的坐标，获得所述扫描振镜的偏转角度，使得所述光束指向所述目标。

技术领域

本发明涉及空间定位领域，具体涉及一种空间光束指向方法、系统及存储介质。

背景技术

随着无线通信技术的发展和业务的增长，人们对通信带宽的需求不断提高，但由于传统射频频段的频谱资源非常有限并且需要高价购买，人们逐渐将研究方向转到更高频段，如毫米波、太赫兹，甚至光谱的范围。光通信的带宽资源丰富(约200THz)，光谱频段内无需申请和付费，无线光通信还拥有一些传统射频通信所没有的优势，如可兼顾通信与照明；可见光通信范围易控制，减小被窃听的可能；没有电磁辐射等。

对于地面短距离自由空间光通信而言，因为存在大气扰动，环境震动甚至目标低速移动的原因，仍然需要采用捕获、跟踪和瞄准(ATP)系统来完成信道的建立。快速自动地捕获并跟踪目标是信息传输的基础。常见捕获方式一般基于信标光在目标区域内的扫描(逐行/隔行/螺旋等策略)实现，适合于较小的视场，且耗时较长。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种空间光束指向方法、系统及存储介质。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种空间光束指向方法，包括以下步骤：

在双目摄像头之间布置扫描振镜；

布置光束发射器，向所述扫描振镜发射光束，通过振镜反射后指向目标；

构建能够根据图像识别所述目标的神经网络；

将所述双目摄像头捕获的图像输入所述神经网络，当神经网络同时在双目摄像头提供的图像中均识别出所述目标时，分别读取此时目标在所述图像中的像素坐标；

根据两个像素坐标与实际位置的关系求得所述目标在三维坐标系下的实际坐标；

将所述实际坐标转化为扫描振镜坐标系下的坐标，获得所述扫描振镜的偏转角度，使得所述光束指向所述目标。

可选地，双目摄像头通过相同的时钟信号驱动。

可选地，通过输入标注所述目标位置信息的图片以训练所述神经网络。

可选地，通过构建能覆盖所述图片中的目标的最小矩形框，记录所述矩形框左上角和右下角的像素坐标点，以表征所述目标的位置信息。

可选地，所述位置信息存储在JSON或XML格式的文件中。

可选地，所述神经网络为VGG16。

可选地，所述扫描振镜坐标系为以光束射出点为原点的任意空间坐标系。

一种空间光束指向系统，包括：

双目摄像头；

布置所述双目摄像头之间的扫描振镜；

光束发射器，发射光束通过所述扫描振镜反射后射出；以及

控制模块，装载有能够识别所述目标的神经网络；

其中，所述神经网络获取所述双目摄像头采集的图像，并从所述图像中识别所述目标；