基于可见光通信技术的捕影装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种属于可见光通信【技术领域】的影子检测及影子信息采集、处理装置，通过检测不同区域光强信号，采集光影信息，并将其转换为电信号，经过预处理电路，通过可编程逻辑门阵列进行数字信号处理，得到数字信号，最后可以选择视频图形阵列输出，通过通用串行总线输出，或者通过串口输出。本发明可应用于体感游戏开发及荧屏皮影戏表演。本发明采用可见光通信技术，影子信息采集速度快，成像速度快；采用可编程逻辑门阵列进行信息处理，高效，快速，并且通信接口可选。
【专利说明】基于可见光通信技术的捕影装置
(一)
【技术领域】
[0001]本发明属于可见光通信(Visible-Light-Communicat1n,缩写为VLC)【技术领域】。
(二)
【背景技术】
[0002]可见光通信利用波长介于400THz至800THz (即780nm_375nm)之间的可见光作为通信媒介。所谓可见光，其实是一种特定波段下的电磁波，相对于其他某些波段下的电磁波，有其独特性质。首先，可见光对于人体无害。其次，可见光具有直射性。正因为可见光的直射性，当不透明物体遮住了光线的传播时，会形成不能穿过物体的较暗区域，较暗区域也就是我们常说的影子。另外，可见光具有反射性，当光线投射在粗糙表面上时，光会向各个方向进行反射，这种反射，我们称之为漫反射。在日常生活环境，无时无刻不存在着可见光的漫反射，因此我们常见到的影子，也不是完全无光造成的，而只是因为其所在区域的光线相对于其他区域较弱而造成的。
[0003]常见的可见光通信系统中，在信号发射端，对光源的光强进行调制，从而产生光信号进行发射。在接收端，通过检测不同光强，将光信号转换为电信号，从而达到通信的目的。因此，我们通过检测特定区域下的光强，可以检测出该环境中物体或人的影子信息，并对信息进行采集与处理。
(三)
【发明内容】
[0004]从上文可知，本发明的目的是提供一种对影子的检测方法及影子信息采集、处理装置，能够在特定环境与条件下检测该环境中的人影及物影，将其转化为电信号，并对其进行采集并处理。
[0005]为了实现上述目的，本发明所采用的对影子的检测方法，具体方案如下:
[0006]通过对影子所在区域的光强进行检测，同时也对影子外的区域进行光强检测，将检测所得的电信号进行门限检测、差分处理或者比较处理，得到信号较强的区域即无影区域，信号较弱甚至无信号的区域为光线较暗区域，即影子。
[0007]本发明还提供了一种特定环境与条件下检测影子并对影子信息进行采集与处理的装置。
(四)
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本发明的装置示意图。
[0009]图2是本发明的视频图形阵列(VGA)的实验示意图。
[0010]图3是本发明的通用串行总线(USB)的实验示意图。
[0011]图1、图2、图3中的数字分别代表如下实验器件:
[0012]1-透镜
[0013]2-光电检测器阵列
[0014]3-预处理电路
[0015]4-可编程逻辑门阵列电路(FPGA)模块
[0016]5-USB芯片及USB接口模块
[0017]6-USB转Uart芯片及USB接口模块
[0018]7-VGA 接口
[0019]8-电源供电
[0020]9-遮挡物
[0021]10-光源
[0022]11-电脑显示器
[0023]12-电脑的 USB 接口
(五)
【具体实施方式】
[0024]下面结合具体实验例子和附图，对本发明作具体说明。
[0025]由图1所示，本发明中的装置整体框架，各部件分别说明如下:
[0026]透镜1，用于将光影聚焦到光电检测器阵列组成的面上；
[0027]光电检测器阵列2，用于检测光影，并将光影信息转化为电信号；
[0028]信号预处理电路3，用于对光电检测器阵列检测到的电信号进行预处理；
[0029]可编程逻辑门阵列电路模块4，对预处理后的电信号进行数字信号处理；
[0030]USB芯片及USB接口模块5，作为预留通信接口 ；
[0031]USB转串口芯片及USB接口模块6，作为预留通信接口 ；
[0032]VGA接口 7，用于直接连接电脑显示器。
[0033]由图2所示，本发明中的VGA实验示意图，实验目的是将采集遮挡物的影子直接上传电脑显示器进行显示。其中:
[0034]透镜1，用于将光影聚焦到光电检测器阵列组成的面上；
[0035]光电检测器阵列2，用于检测光影，并将光影信息转化为电信号；
[0036]信号预处理电路3，用于对光电检测器阵列检测到的电信号进行预处理；
[0037]可编程逻辑门阵列电路模块4，对预处理后的电信号进行数字信号处理；
[0038]VGA接口 7，用于直接连接电脑显示器；
[0039]电源8，用于为装置供电；
[0040]遮挡物9，用于产生影子；
[0041]光源10，用于照明；
[0042]电脑显示器11，用于接收VGA信号，进行显示。
[0043]图3为本发明中的USB实验示意图，包括:
[0044]光电检测器阵列2，用于检测光影，并将光影信息转化为电信号；
[0045]信号预处理电路3，用于对光电检测器阵列检测到的电信号进行预处理；
[0046]可编程逻辑门阵列电路模块4，对预处理后的电信号进行数字信号处理；
[0047]USB芯片及USB接口模块5，作为预留通信接口 ；
[0048]电源8，用于为装置供电；
[0049]电脑的USB接口 12，将FPGA处理后得到的数字信号直接上传至电脑。
[0050]本发明的工作过程如下:
[0051]透镜I接收光影，将光影聚焦到光电检测器阵列组成的面上；通过光电检测器阵列2，检测光影，并将光影信息转化为电信号，无光直接照射的、有阴影区域内的光电检测器产生微弱电流，有光直接照射区域内的光电检测器则产生相对较强的电流；经过信号预处理电路3，对光电检测器阵列检测到的电信号进行预处理，对电信号进行设置门限接收、放大；然后，采用可编程逻辑门阵列电路模块4，对预处理后的电信号进行数字信号处理；当选择通过视频图形阵列输出时，与VGA接口 7相连，直接连接电脑显示器11，接收VGA信号进行显示；当选择通过通用串行总线输出时，与USB芯片及USB接口模块5相连，通过电脑的USB接口 12将FPGA处理后得到的数字信号直接上传至电脑；USB转串口芯片及USB接口模块6，作为预留通信接口 ；电源8，用于为装置供电；遮挡物9，用于产生影子；光源10，用于照明。
[0052](六)主要技术优势
[0053]本发明能实现对影子信息的检测及影子信息采集、处理，将处理后的信息直接上传电脑显示器进行显示。本发明采用可见光通信技术，影子信息采集速度快，成像速度快；采用可编程逻辑门阵列进行信息处理，高效，快速，并且通信接口可选，可应用于体感游戏开发及荧屏皮影戏表演等。
【权利要求】
1.一种对影子信息的检测及影子信息采集、处理装置，用于采集光影信息，并将其转换为数字信号，并实现各类接口下数据信号的上传，其特征在于所述装置的工作过程包括以下步骤: 透镜将光影聚焦在光电检测器阵列面上； 光电检测器阵列将光影信息转换为电信号； 电信号预处理模块对电信号进行设置门限接收、放大； 可编程逻辑门阵列采集电信号预处理模块得到的电信号进行数字信号处理，选择性输出数字信号。
2.如权利要求1所述的一种对影子信息的检测及影子信息采集、处理装置，其特征在于包括: 透镜，用于聚焦光影； 光电检测器阵列，用于检测光影信息转换为电信号； 预处理电路，用于对光电检测器阵列的电信号进行预处理； 可编程逻辑门阵列，用于将预处理电路预处理后的电信号进行数字信号处理，选择通过视频图形阵列、通用串行总线或者通过串口输出。
【文档编号】H04B10/116GK104484488SQ201410746531
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】何晶, 邓锐, 陈林 申请人:湖南大学