一种基于计算机视觉的激光通信终端的制作方法

本发明涉及人工智能和激光通信，尤其是涉及一种基于计算机视觉的激光通信终端。

背景技术：

1、在空间激光通信领域中，瞄准、捕获、跟踪(atp)子系统是空间激光通信重要组成部分，是实现高速通信的前提与保障。现有技术中，传统的激光通信atp子系统大多需要gps/imu等设备来完成终端的初始瞄准，并且需要信标光来实现捕获和跟踪，终端系统复杂、成本昂贵。另一方面，在室内环境中，由于gps信号微弱导致激光通信终端初始指向不准确，无法实现快速捕获，导致通信链路建链失败。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于计算机视觉的激光通信终端，在无信标、无gps信号情况下，实现大范围的扫描、快速捕获、稳定跟踪和高速通信功能，同时具有结构简单，价格便宜的优点。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于计算机视觉的激光通信终端，包括可见光跟踪单元和红外激光通信单元，所述可见光跟踪单元包括可见光相机、图像识别及控制模块，所述可见光跟踪单元利用计算机算法完成终端的开环扫描、捕获和跟踪，所述红外激光通信单元用于大发散角的激光编码、调制、输出和大视场角的空间光接收、解调、解码，最终完成信息交换。

3、优选的，所述可见光相机与图像识别及控制模块相通信，可见光相机用于实时拍摄对方终端图片，所述图像识别及控制模块改变可见光相机的焦距。

4、所述图像识别及控制模块实现可见光相机所拍摄的对方终端图片的实时处理。

5、优选的，还包括伺服转台，所述伺服转台利用图像识别及控制模块实现开环扫描，所述图像识别及控制模块驱动伺服转台使激光通信终端始终位于视场中心，同时驱动可见光相机电机使对方终端所占像素与整体图像像素成固定比例，最终实现双向跟踪。

6、优选的，所述红外激光通信单元包括发射镜头、接收镜头、接收探测器、光纤放大器、空间光接收解调模块、激光调制发射模块和信号处理模块。

7、所述信号处理模块将解码后的信源信号作用于激光调制发射模块，使输出的激光加载信息，经过光纤放大器使光功率放大，再经过发射镜头准直出射到自由空间中，接收镜头接收对方激光通信终端的信号光并聚焦到接收探测器的光敏面上，空间光接收解调模块将对方激光通信终端的信号光转化为数字信号。

8、优选的，还包括补光灯，实现在较暗环境下的实时稳定跟踪。

9、因此，本发明采用上述的一种基于计算机视觉的激光通信终端，在无信标、无gps信号情况下，实现大范围的扫描、快速捕获、稳定跟踪和高速通信功能，同时具有结构简单、价格便宜的优点，对实现室内激光通信的快速建链具有重要意义。

10、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种基于计算机视觉的激光通信终端，其特征在于：包括可见光跟踪单元和红外激光通信单元，所述可见光跟踪单元包括可见光相机、图像识别及控制模块，所述可见光跟踪单元利用计算机算法完成终端的开环扫描、捕获和跟踪，所述红外激光通信单元用于大发散角的激光编码、调制、输出和大视场角的空间光接收、解调、解码，最终完成信息交换。

2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的激光通信终端，其特征在于：所述可见光相机与图像识别及控制模块相通信，可见光相机用于实时拍摄对方终端图片，所述图像识别及控制模块改变可见光相机的焦距；

3.根据权利要求2所述的一种基于计算机视觉的激光通信终端，其特征在于：还包括伺服转台，所述伺服转台利用图像识别及控制模块实现开环扫描，所述图像识别及控制模块驱动伺服转台使激光通信终端始终位于视场中心，同时驱动可见光相机电机使对方终端所占像素与整体图像像素成固定比例，最终实现双向跟踪。

4.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的激光通信终端，其特征在于：所述红外激光通信单元包括发射镜头、接收镜头、接收探测器、光纤放大器、空间光接收解调模块、激光调制发射模块和信号处理模块；

5.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的激光通信终端，其特征在于：还包括补光灯，实现在较暗环境下的实时稳定跟踪。

技术总结
本发明公开了一种基于计算机视觉的激光通信终端，包括可见光跟踪单元和红外激光通信单元，所述可见光跟踪单元包括可见光相机、图像识别及控制模块和伺服转台，所述红外激光通信单元包括发射镜头、接收镜头、接收探测器、光纤放大器、空间光接收解调模块、激光调制发射模块和信号处理模块，所述可见光跟踪单元利用计算机算法完成终端的开环扫描、捕获和跟踪，所述红外激光通信单元用于大发散角的激光编码、调制、输出和大视场角的空间光接收、解调、解码，最终完成信息交换。本发明采用上述的一种基于计算机视觉的激光通信终端，在无信标、无GPS信号情况下，实现大范围的扫描、快速捕获、稳定跟踪和高速通信功能，具有结构简单、价格便宜的优点。

技术研发人员：俞建杰,邬佳杰,李悦,张焱,刘姝仪,代文,梁正,罗兴,黄霁月
受保护的技术使用者：比羿激光科技（湖州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17