一種安全的區(qū)域組群機(jī)器視覺通信方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種安全的區(qū)域組群機(jī)器視覺通信方法，涉及機(jī)器視覺技術(shù)旨在提出了一種安全的，基于機(jī)器視覺的多設(shè)備區(qū)域組網(wǎng)通信技術(shù)。本發(fā)明技術(shù)要點(diǎn)：包括發(fā)射流程與接收流程。其中發(fā)射流程包括：步驟T1：發(fā)射端向公共投影區(qū)域發(fā)射標(biāo)示喚醒指令的光束；步驟T2：發(fā)射端向公共投影區(qū)域依次發(fā)射標(biāo)示數(shù)據(jù)位的光束；步驟T3：發(fā)射端向公共投影區(qū)域發(fā)射標(biāo)示結(jié)束指令的光束；其中接收流程包括：步驟R1：接收端拍攝到公共投影區(qū)域出現(xiàn)標(biāo)示喚醒指令的光束后進(jìn)入工作狀態(tài)；步驟R2：接收端拍攝公共投影區(qū)域中標(biāo)示數(shù)據(jù)位的光束，以便逐位接收數(shù)據(jù)位；步驟R3：接收端拍攝到公共投影區(qū)域出現(xiàn)標(biāo)示結(jié)束指令的光束時(shí)，結(jié)束工作。
【專利說明】一種安全的區(qū)域組群機(jī)器視覺通信方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器視覺技術(shù)，尤其是一種基于機(jī)器視覺的通信方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前此【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)的技術(shù)主要有:wifk藍(lán)牙、紅外。
[0003]wifi是目前個(gè)人電腦、手持設(shè)備(如roA、手機(jī))等終端以無線方式互相連接、并且接入互聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)。它通常由I臺(tái)Wifi無線路由器產(chǎn)生聯(lián)網(wǎng)信號(hào)，在此信號(hào)覆蓋下的設(shè)備皆可與路由器通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的互聯(lián)和接入互聯(lián)網(wǎng)。此項(xiàng)技術(shù)具有較大的覆蓋范圍，典型覆蓋可達(dá)100米；能夠提供較快的傳輸速度，目前典型值為300Mbps。IEEE802.11規(guī)定的發(fā)射功率不可超過100毫瓦，實(shí)際發(fā)射功率約60 — 70毫瓦。
[0004]藍(lán)牙是一種設(shè)備短距離通信(一般1m內(nèi))的無線電技術(shù)。能在移動(dòng)電話、無線耳機(jī)、筆記本電腦等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。其支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM頻段。其數(shù)據(jù)速率為1Mbps，采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。
[0005]Wifk藍(lán)牙皆主要采用2.4GHz頻段，此頻段屬于ISM頻段，即世界各國(guó)為工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療保留的免許可證頻段，即使用時(shí)無需專門申請(qǐng)，只要保證功率小于lw(城市中須小于100mW)，不干擾其它頻段即可。
[0006]紅外通信采用波長(zhǎng)范圍為0.70 μ m — Imm的紅外線作為傳輸介質(zhì),不占用無線電頻段。因紅外線在大氣環(huán)境中衰減較快，具有一定的方向性(30度錐角以內(nèi))，且無法穿透非透光材料，適合于低成本、跨平臺(tái)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、有保密需求的數(shù)據(jù)連接中。
[0007]以上幾種通信方式，在多設(shè)備組網(wǎng)、通信安全、抗干擾性、電磁輻射強(qiáng)度方面，各具特點(diǎn)。在多設(shè)備組網(wǎng)方面，wifi技術(shù)最具優(yōu)勢(shì)，其就是為解決多設(shè)備間實(shí)時(shí)高速通信而開發(fā)出的一項(xiàng)技術(shù)；紅外和藍(lán)牙技術(shù)目前主要應(yīng)用于設(shè)備一對(duì)一的通信中(藍(lán)牙可實(shí)現(xiàn)一對(duì)多通信，但不能實(shí)現(xiàn)多對(duì)多通信，無法進(jìn)行設(shè)備間組網(wǎng))。并且采用紅外通信時(shí)，設(shè)備間距離不能過大，位置需固定，設(shè)備間不能有非透光物質(zhì)阻擋，以便能夠接受到紅外信號(hào)；采用藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行設(shè)備間互聯(lián)，須設(shè)定一臺(tái)設(shè)備為主端，一臺(tái)為從端。只有主端能發(fā)起通信鏈接，還需要知道對(duì)方的藍(lán)牙地址，配對(duì)密碼等信息，其過程非常繁瑣和難于進(jìn)行自動(dòng)化。
[0008]在通信安全和數(shù)據(jù)保密性方面，紅外技術(shù)最為安全，因紅外線難以在大氣中遠(yuǎn)距離傳播、傳播具有一定方向性、穿透性極差，所有難以被竊聽；wifi和藍(lán)牙技術(shù)皆采用電磁波，具有較大的覆蓋范圍和較好的穿透性，非常容易被竊聽。雖然其采用了權(quán)限認(rèn)證的方式提供了一定的安全性，但其加密算法本身的限制導(dǎo)致無法保證較高的通信安全性。這一不足使得設(shè)計(jì)方在是否將電磁通信技術(shù)應(yīng)用于智能家居、工業(yè)控制、智能辦公等領(lǐng)域這一問題上顧慮重重，因這些領(lǐng)域涉及了大量且非常敏感的私人、商業(yè)信息，或者需要極高的運(yùn)行穩(wěn)定性和系統(tǒng)抗侵入性。
[0009]在抗干擾性方面，雖然wif1、藍(lán)牙使用的頻段本身具有較高的抗干擾能力，但目前辦公場(chǎng)地、家庭、城市環(huán)境中有大量無線設(shè)備皆工作于此頻段，使得產(chǎn)生干擾的概論增大，降低了信號(hào)質(zhì)量，影響了通信的穩(wěn)定性；紅外通信因使用紅外線作為通信介質(zhì)，而生活中人體、熱源、燈光等皆會(huì)產(chǎn)生大量的紅外干擾信號(hào)，使得此項(xiàng)技術(shù)僅應(yīng)用于限定空間內(nèi)，僅能短時(shí)穩(wěn)定工作于極短距離內(nèi)的通信。
[0010]此外，目前人們普遍對(duì)電磁輻射持負(fù)面態(tài)度，仍傾向于避免在日?；顒?dòng)空間內(nèi)設(shè)置過多的電磁發(fā)生源，限制了 wif1、藍(lán)牙等使用電磁信號(hào)的通信技術(shù)在智能家居、智能辦公領(lǐng)域的大量應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]基于以上原因，在技術(shù)和市場(chǎng)層面上，皆需要一種安全、低電磁福射、具有一定傳輸速度的通信技術(shù)，因此本發(fā)明提出了一種安全的，基于機(jī)器視覺的多設(shè)備區(qū)域組網(wǎng)通信技術(shù)。
[0012]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:包括發(fā)射流程與接收流程。
[0013]其中發(fā)射流程包括:
步驟Tl:發(fā)射端向公共投影區(qū)域發(fā)射標(biāo)示喚醒指令的光束并維持2XTW的時(shí)間長(zhǎng)度，其中Tw為休眠狀態(tài)下接收端掃描公共投影區(qū)的時(shí)間周期；
步驟T2:發(fā)射端向公共投影區(qū)域依次發(fā)射標(biāo)示數(shù)據(jù)位的光束；標(biāo)示數(shù)據(jù)位的光束每位數(shù)據(jù)位的光束持續(xù)時(shí)間大于Tc ;其中Tc為工作狀態(tài)下接收端掃描公共投影區(qū)的時(shí)間周期；
步驟T3:發(fā)射端向公共投影區(qū)域發(fā)射標(biāo)示結(jié)束指令的光束；
其中接收流程包括:
步驟Rl:接收端拍攝到公共投影區(qū)域出現(xiàn)標(biāo)示喚醒指令的光束后進(jìn)入工作狀態(tài)；
步驟R2:接收端以Tc為周期拍攝公共投影區(qū)域中標(biāo)示數(shù)據(jù)位的光束，以便逐位接收數(shù)據(jù)位；
步驟R3:接收端拍攝到公共投影區(qū)域出現(xiàn)標(biāo)示結(jié)束指令的光束時(shí)，結(jié)束工作。
[0014]進(jìn)一步，步驟T2中，在發(fā)射標(biāo)示數(shù)據(jù)位的光束前還包括:發(fā)射端向公共投影區(qū)域發(fā)射標(biāo)示同步位的光束；標(biāo)示同步位的光束持續(xù)時(shí)間大于Tc。
[0015]進(jìn)一步，步驟T2中，發(fā)射端發(fā)射完標(biāo)示同步位的光束以及每發(fā)射完一個(gè)標(biāo)示數(shù)據(jù)位的光束后，均發(fā)射一個(gè)標(biāo)示間隔位的光束，標(biāo)示間隔位光束的持續(xù)時(shí)間為Tc。
[0016]進(jìn)一步，步驟Tl中，標(biāo)示喚醒指令的光束為兩個(gè)光束源同時(shí)發(fā)出光束；步驟T2中，標(biāo)不數(shù)據(jù)位O的光束為兩個(gè)光束源中其中一個(gè)光束源發(fā)出光束,另一個(gè)光束源熄滅，標(biāo)不數(shù)據(jù)位I的光束為所述一個(gè)光束源熄滅，所述另一個(gè)光束源發(fā)出光束；步驟T3中，標(biāo)示結(jié)束指令的光束為兩個(gè)光束源均熄滅；標(biāo)示同步位的光束為與標(biāo)示數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)位O的光束相同或者與標(biāo)示數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)位I的光束相同；所述標(biāo)示間隔位的光束為兩個(gè)光束源同時(shí)發(fā)出光束。
[0017]進(jìn)一步，步驟R2中，接收端獲取公共投射區(qū)域圖像，進(jìn)行圖像處理后獲取光束狀態(tài)，判斷所述光束狀態(tài)是否為結(jié)束指令，若是則執(zhí)行步驟R3 ;否則判斷所述光束狀態(tài)與上一幀獲取公共投射區(qū)域圖像的光束狀態(tài)是否相同，如相同則舍棄所述光束狀態(tài)，否則保留所述光束狀態(tài)；接收端根據(jù)光束狀態(tài)解碼出同步位及數(shù)據(jù)位。
[0018]進(jìn)一步，所述兩個(gè)光束源的顏色相同，光束狀態(tài)包含光束的位置信息；或者所述兩個(gè)光束源的顏色不同，光束狀態(tài)包含光束的顏色信息。
[0019]進(jìn)一步，在步驟R2中，若接收端拍攝到多幀標(biāo)示同步位的圖像時(shí)，接收端降低拍攝頻率。
[0020]接收端根據(jù)各光束狀態(tài)解碼出同步位及數(shù)據(jù)位的步驟進(jìn)一步包括:當(dāng)所述兩個(gè)光束源的顏色相同時(shí)，且當(dāng)標(biāo)示數(shù)據(jù)位的光束位置與標(biāo)示同步位的光束位置相同或差距小于設(shè)定閾值時(shí)，數(shù)據(jù)位與同步位表示的數(shù)字相同。
[0021]進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)位包括目的地址位與信息位；當(dāng)接收端接收到的數(shù)據(jù)位中的目的地址與自身地址相符時(shí)繼續(xù)工作，否則結(jié)束工作。
[0022]本發(fā)明還提供了作為發(fā)射端或接收端的通信設(shè)備，包括模塊結(jié)構(gòu)體(22);
模塊結(jié)構(gòu)體(22)上集成安裝有數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(21)、兩個(gè)光束的光束源(23)以及模塊接口(24);其中，
數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(21)，用于拍攝投射到公共投影區(qū)域的光束(14)；
光束源(23),用于傳輸信息；
模塊接口(24)，用于提供與外部設(shè)備間的信息交換及電源供應(yīng)的接口。
[0023]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
1.采用光學(xué)信號(hào)作為傳輸介質(zhì)，避免了環(huán)境和設(shè)備間的電磁干擾，非常適合應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、雷電環(huán)境下的區(qū)域通信；因無電磁輻射，易于被消費(fèi)者接受。
[0024]2.光傳輸信號(hào)無法穿透墻壁等非透光物質(zhì)，不易被竊聽。
[0025]3.采用雙光束傳輸設(shè)計(jì)，并且通過專門設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)編碼，保證了傳輸每個(gè)數(shù)據(jù)位時(shí)，至少有一個(gè)光束狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，解決了通信中的數(shù)據(jù)分割問題，易于進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼。
[0026]4.通過專門設(shè)計(jì)公共投射區(qū)、通信協(xié)議、設(shè)備通信流程，多設(shè)備間互聯(lián)無需通過中間設(shè)備，可以直接進(jìn)行任意設(shè)備間的通信。
[0027]5.通信協(xié)議中，數(shù)據(jù)位設(shè)計(jì)為首先傳輸目的地址信息，使得非目的設(shè)備可以終止后續(xù)數(shù)據(jù)接受解碼，有助于控制系統(tǒng)整體通信功耗。
[0028]6.數(shù)據(jù)可采用加密方式傳輸，從協(xié)議層面又提高了其安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
圖1為本發(fā)明中多個(gè)通信終端進(jìn)行通信的示意圖。
[0030]圖2為本發(fā)明中通信端結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3為發(fā)射端發(fā)射時(shí)序圖。
[0032]圖中標(biāo)記:
11為公共投射區(qū)(無需設(shè)置區(qū)域邊界)；12為接收端；13為發(fā)射端；14為發(fā)射端投射光束；21為數(shù)字?jǐn)z像頭；22為模塊結(jié)構(gòu)體；23為2個(gè)光束發(fā)生源(分別命名為a束、b束)；34為模塊接口。

【具體實(shí)施方式】
[0033]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0034]本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0035]如圖1，作為發(fā)射端的通信設(shè)備13將光束投射上公共投射區(qū)域11中，作為接收端的通信設(shè)備12拍攝公共投射區(qū)域11，通過圖像處理獲取光束特征，從而得到發(fā)射端13發(fā)出的信息。
[0036]其中，公共投射區(qū)是一塊用于投射通信光信號(hào)的區(qū)域，此區(qū)域的選取須保證每臺(tái)組網(wǎng)的通信設(shè)備均能無障礙投射通信光束、無障礙拍攝能夠辨析的投射光束圖像。在室內(nèi)環(huán)境中，可選擇在墻面、天花板等部位。通信設(shè)備的安放位置無方向性(不區(qū)分底面、頂面)，只要保證能將光束投射至公共投射區(qū)既可。
[0037]圖2展示的是本發(fā)明中的通信設(shè)備，通信設(shè)備的主體為模塊結(jié)構(gòu)體22，模塊結(jié)構(gòu)體22上集成安裝有數(shù)字?jǐn)z像機(jī)21、兩個(gè)光束的光束源23以及模塊接口 24。實(shí)際中可采用多種形式實(shí)現(xiàn)此目的，如PCB板焊接安裝、全封閉/半封閉體、導(dǎo)熱膠體封裝等。
[0038]數(shù)字?jǐn)z像機(jī)21可以為CCD、CMOS或其它數(shù)字式感光成像器件，主要用于接收光束14。
[0039]光束源23用于傳輸信息,信號(hào)時(shí)序、狀態(tài)等信息均通過這2個(gè)光束源有配合的開關(guān)實(shí)現(xiàn)。光束源須采用能令數(shù)字?jǐn)z像頭感光成像的光束源，一般可用聚光后的可見光束源、激光光束源、聚光后的紅外光束源等。
[0040]模塊接口 24用于提供與外部設(shè)備間的信息交換、電源供應(yīng)的接口。
[0041]數(shù)字?jǐn)z像頭和光束源可以有以下幾種搭配:
第一種是作為接收端的通信設(shè)備采用灰度數(shù)字?jǐn)z像頭，用于接收具有2個(gè)同色光束源的發(fā)射端發(fā)出的光束。第二種是作為接收端的通信設(shè)備采用彩色數(shù)字?jǐn)z像頭，用于接收具有2個(gè)不同色光束源發(fā)出的光束。
[0042]任何一臺(tái)需要發(fā)送信息的設(shè)備，皆可隨時(shí)觸發(fā)通信。一次通信過程分為4個(gè)階段，參見圖3，以發(fā)送內(nèi)容為010011的數(shù)據(jù)幀為例，其中包括:喚醒階段(階段I)、光束識(shí)別階段(階段2 )、數(shù)據(jù)位傳輸階段(階段3 )、結(jié)束階段(階段4 )。
[0043]各個(gè)階段中，a、b光束的狀態(tài)為:
喚醒階段-a光束亮，b光束亮；
光束識(shí)別階段-a或b光束滅，另一個(gè)光束亮；光束識(shí)別階段發(fā)出的光束標(biāo)示同步位，且同步位與標(biāo)示數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)位O的光束相同或者與標(biāo)示數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)位I的光束相同。
[0044]結(jié)束階段-a光束滅，b光束滅。
[0045]數(shù)據(jù)位傳輸階段-傳輸?shù)臄?shù)據(jù)皆用1、0表示的數(shù)據(jù)流表示，這2種狀態(tài)通過a、b光束的發(fā)光狀態(tài)表不:
數(shù)據(jù)位O - a光束亮，b光束滅；
數(shù)據(jù)位1- a光束滅，b光束亮。
[0046]完全可以將以上規(guī)則中a、b光束狀態(tài)互換，以形成新的規(guī)則。此規(guī)則的主要特點(diǎn)是:任意數(shù)據(jù)狀態(tài)中，a、b光束中必有一個(gè)亮起。
[0047]每段數(shù)據(jù)被封轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳輸，每個(gè)數(shù)據(jù)幀由以下幾部分構(gòu)成:
目的地址位+發(fā)送者地址位+編碼描述位+信息位+校驗(yàn)碼位
目的地址位，指定此數(shù)據(jù)的接收端地址，必須存在，必須明文編碼；發(fā)送者地址位，指定此數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備的地址，為可選部分，明文或加密編碼；編碼描述位，用于存放諸如協(xié)議版本、加密算法等信息，為可選部分，明文編碼；信息位具體要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，必須存在，明文或加密編碼，具體信息由編碼信息部分描述，或者由協(xié)議隱含；校驗(yàn)碼用于接收方校驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整性，可選部分，明文或加密編碼。
[0048]其中目的地址位、信息位為必須存在的信息，其余部分皆為可選部分，且除目的地址部分必須首先發(fā)送外，其余部分的發(fā)送順序無要求。
[0049]需要說明的是，當(dāng)收、發(fā)端能準(zhǔn)確同步時(shí)，光束識(shí)別階段并不是必要的階段；通信設(shè)備在經(jīng)過喚醒階段后可以直接進(jìn)入數(shù)據(jù)位傳輸階段。
[0050]下面介紹各個(gè)階段中的通信流程:
喚醒階段主要用于將各通信設(shè)備從等待通信狀態(tài)中“喚醒”。為了降低設(shè)備功耗、節(jié)能，各設(shè)備在無通信信號(hào)時(shí)，進(jìn)入等待狀態(tài)。此狀態(tài)下設(shè)備保持較低的圖像采樣頻率，設(shè)此時(shí)拍攝間隔時(shí)間為Tw。
[0051]當(dāng)某設(shè)備需要發(fā)起通信時(shí)，先同時(shí)將a、b光束投射至公共投射區(qū)，并保持至少2XTw時(shí)間；在此保持時(shí)間內(nèi)，所有網(wǎng)內(nèi)設(shè)備必然會(huì)“捕捉“到至少一次喚醒信號(hào)圖像。
[0052]捕捉并識(shí)別出喚醒信號(hào)的設(shè)備，隨即開始工作并進(jìn)入光束識(shí)別階段，作為潛在接收方的設(shè)備，在此階段內(nèi)首先提高圖像采樣頻率，即拍攝間隔縮短，設(shè)此時(shí)拍攝間隔為時(shí)間Tc ;然后實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雙光束由全亮狀態(tài)變?yōu)閮H一光束亮起狀態(tài)。
[0053]作為發(fā)射端的通信設(shè)備結(jié)束喚醒信號(hào)發(fā)送后，即開始進(jìn)入光束識(shí)別階段，發(fā)射標(biāo)示同步位的光束，即熄滅a (或b，具體由通信協(xié)議規(guī)定)光束，并保持Ts時(shí)間，Ts略大于Tc時(shí)間，以保證接收端在拍攝間隔為Tc時(shí)能至少捕捉到一次此信號(hào)。
[0054]然后發(fā)射端即進(jìn)入傳輸階段，按照規(guī)定的幀格式依次發(fā)送數(shù)據(jù)位，標(biāo)示每個(gè)數(shù)據(jù)位的光束持續(xù)時(shí)間為Ts。接收端以Tc為時(shí)間間隔拍攝公共投影區(qū)域中的光束，以便逐位接收數(shù)據(jù)位。
[0055]數(shù)據(jù)位傳輸完畢后，發(fā)射端向公共投影區(qū)域發(fā)射結(jié)束指令，接收端拍攝到公共投影區(qū)域出現(xiàn)結(jié)束指令時(shí)，結(jié)束工作。
[0056]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在結(jié)束位及每個(gè)數(shù)據(jù)位后均包含一個(gè)間隔位，本實(shí)施例中將兩個(gè)光源同時(shí)亮作為間隔位。每個(gè)間隔位保持Ts時(shí)間，而接收設(shè)備則保持Tc時(shí)間的采樣間隔。間隔位主要是為了方便接收端識(shí)別出同步位結(jié)束、數(shù)據(jù)位開始以及數(shù)據(jù)位連續(xù)為O或I的數(shù)據(jù)流。
[0057]在又一優(yōu)選實(shí)施例中，由于數(shù)據(jù)位首先發(fā)送的是接收端的地址信息，當(dāng)此信息發(fā)送完畢并被各設(shè)備解析后，僅指定的接收端繼續(xù)接收后續(xù)信息，其它無關(guān)設(shè)備應(yīng)放棄接收，停止工作，進(jìn)入等待模式。
[0058]在一個(gè)具體實(shí)施例中，兩個(gè)光源發(fā)出的光同色，接收端對(duì)拍攝圖像的處理是這樣的:圖像上截取公共投射區(qū)(在設(shè)置設(shè)備時(shí)即能確定投射區(qū)圖像的大概位置)；圖像分割(灰度法、自動(dòng)聚類法等)，獲得所有高光區(qū)；對(duì)高光區(qū)形狀判斷(本實(shí)施例認(rèn)為非圓形的高光區(qū)為干擾，圓形高光區(qū)為光束)，排除環(huán)境中可能出現(xiàn)的非傳輸光束產(chǎn)生的高光區(qū)；記錄保留下的各高光區(qū)在圖像上的位置；后續(xù)的圖像處理中，僅在記錄中的圖像位置附近提取圖像，并更新記錄；例如，認(rèn)為與圖像位置坐標(biāo)的距離在(Γ200像素之間，或與圖像位置坐標(biāo)的距離小于或等于圖像長(zhǎng)或?qū)挼?0%的區(qū)域?yàn)閳D像位置的附近。將高光區(qū)的分布作為光束狀態(tài)，確定傳輸數(shù)據(jù)。
[0059]在另一具體實(shí)施例中，兩光源發(fā)出的光不同色，接收端對(duì)拍攝圖像的處理是這樣的:圖像上截取公共投射區(qū)(在設(shè)置設(shè)備時(shí)即能確定投射區(qū)圖像的大概位置)；圖像分割(灰度法、自動(dòng)聚類法等)，獲得所有高光區(qū)；對(duì)高光區(qū)形狀判斷(本實(shí)施例認(rèn)為非圓形的高光區(qū)為干擾，圓形高光區(qū)為光束)，排除環(huán)境中可能出現(xiàn)的非傳輸光束產(chǎn)生的高光區(qū)；記錄保留下的各高光區(qū)的顏色。將高光區(qū)顏色組合作為光束狀態(tài)，確定傳輸數(shù)據(jù)。
[0060]為了防止接收端拍攝頻率過高，對(duì)某一光束狀態(tài)重復(fù)拍攝，導(dǎo)致信息解碼錯(cuò)誤，在又一實(shí)施例中接收端獲取公共投射區(qū)域圖像，進(jìn)行圖像處理后獲取光束狀態(tài)，判斷所述光束狀態(tài)是否為結(jié)束指令，若是接收端停止工作；否則判斷所述光束狀態(tài)與上一幀獲取公共投射區(qū)域圖像的光束狀態(tài)是否相同，如相同則舍棄所述光束狀態(tài)，否則保留所述光束狀態(tài)；接收端根據(jù)光束狀態(tài)解碼出同步位及數(shù)據(jù)位。當(dāng)光束狀態(tài)為光束的位置時(shí)，當(dāng)光束位置與上一圖像的光束位置坐標(biāo)的距離在(Γ200像素之間或者兩者距離小于或等于圖像長(zhǎng)或?qū)挼?0%為光束狀態(tài)相同。
[0061]若接收端拍攝到多幀標(biāo)示同步位的圖像時(shí)，接收端調(diào)整拍攝周期，如按照以下算法自適應(yīng)調(diào)整拍攝周期:設(shè)tl為第一次拍攝到此狀態(tài)時(shí)的時(shí)刻，t2為最后一次拍攝到此狀態(tài)時(shí)的時(shí)刻，則新的拍攝周期為:(t2-tl)Xc。其中c為調(diào)整系數(shù)，取值為0.5?1。接收端根據(jù)各光束狀態(tài)解碼出同步位及數(shù)據(jù)位的步驟進(jìn)一步包括:當(dāng)所述兩個(gè)光束源的顏色相同時(shí)，且當(dāng)標(biāo)示數(shù)據(jù)位的光束位置與標(biāo)示同步位的光束位置相同或距離在(Γ200像素之間或者距離小于或等于圖像長(zhǎng)或?qū)挼?0%時(shí)，數(shù)據(jù)位與同步位表示的數(shù)字相同。
[0062]也就是說，同步位除了具備調(diào)整接收端拍攝頻率外，還可以為后續(xù)的數(shù)據(jù)位解碼提供數(shù)據(jù)位O或數(shù)據(jù)位I的標(biāo)準(zhǔn)。
[0063]繼續(xù)以圖3為例，說明本發(fā)明的一個(gè)完整的工作過程，以便于理解本發(fā)明。
[0064]階段1，發(fā)射端發(fā)出兩光束到公共投影區(qū)域，接收端拍攝到后，對(duì)圖像進(jìn)行處理，得到光束的位置信息或顏色信息，判斷出此時(shí)的光束狀態(tài)代表的是喚醒指令，接收端進(jìn)入工作狀態(tài)，提高拍攝頻率。
[0065]階段2，發(fā)射端發(fā)出同步位，接收端拍攝到光束投影，經(jīng)過圖像處理后得到光束位置信息或顏色信息，判斷出此時(shí)的光束狀態(tài)代表的是O或1，并記錄。如果接收端拍攝到多針同步位狀態(tài)的光束，則認(rèn)為接收端拍攝頻率過高，接收端自適應(yīng)的降低拍攝頻率，實(shí)現(xiàn)同止/J/ O
[0066]階段3，發(fā)射端依次發(fā)射間隔位，數(shù)據(jù)位O，間隔位，數(shù)據(jù)位I，間隔位，數(shù)據(jù)位O，間隔位，數(shù)據(jù)位0，間隔位，數(shù)據(jù)位1，間隔位，數(shù)據(jù)位I。接收端按照拍攝周期Tc拍攝圖像，并對(duì)拍攝到的每幀圖像處理后獲取光束狀態(tài)，判斷所述光束狀態(tài)是否為結(jié)束指令，若是接收端停止工作；否則判斷所述光束狀態(tài)與上一幀獲取公共投射區(qū)域圖像的光束狀態(tài)是否相同，如相同則舍棄所述光束狀態(tài)，否則保留所述光束狀態(tài)；接收端根據(jù)光束狀態(tài)解碼出數(shù)據(jù)位。由于數(shù)據(jù)位前幾位為接收端的地址位，接收端將地址位解碼出來后，發(fā)現(xiàn)與自己的地址不符，將停止工作，相符則繼續(xù)接收、解碼后續(xù)的數(shù)據(jù)位。
[0067]對(duì)于同色光源，可以事先約定同步位表示的數(shù)字為O或1，如約定同步位為數(shù)字0，后續(xù)接收端在解碼數(shù)據(jù)位時(shí)，將光束特征與同步位光束特征相同的數(shù)據(jù)位解碼為0，光束特征不同的數(shù)據(jù)位解碼為I。對(duì)于異色光源，則可事先約定，如約定光色特征只有紅色為0，光色特征只有綠色為1，因此不需要同步位攜帶解碼參考信息。
[0068]階段4，發(fā)射端發(fā)射停止指令，接收端拍攝圖像，對(duì)圖像進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)圖像中沒有光束，則停止工作。
[0069]本發(fā)明中對(duì)圖像的分割、識(shí)別、位置信息或顏色信息提取均為圖像處理領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)這些功能的算法很多，在此不再贅述。
[0070]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種安全的區(qū)域組群機(jī)器視覺通信方法，其特征在于，包括發(fā)射流程與接收流程， 其中發(fā)射流程包括: 步驟Tl:發(fā)射端向公共投影區(qū)域發(fā)射標(biāo)示喚醒指令的光束并維持2XTW的時(shí)間長(zhǎng)度，其中Tw為休眠狀態(tài)下接收端掃描公共投影區(qū)的時(shí)間周期； 步驟T2:發(fā)射端向公共投影區(qū)域依次發(fā)射標(biāo)示數(shù)據(jù)位的光束；標(biāo)示數(shù)據(jù)位的光束每位數(shù)據(jù)位的光束持續(xù)時(shí)間大于Tc ;其中Tc為工作狀態(tài)下接收端掃描公共投影區(qū)的時(shí)間周期；Tc < Tw ； 步驟T3:發(fā)射端向公共投影區(qū)域發(fā)射標(biāo)示結(jié)束指令的光束； 其中接收流程包括: 步驟Rl:接收端拍攝到公共投影區(qū)域出現(xiàn)標(biāo)示喚醒指令的光束后進(jìn)入工作狀態(tài)； 步驟R2:接收端以Tc為周期拍攝公共投影區(qū)域中標(biāo)示數(shù)據(jù)位的光束，以便逐位接收數(shù)據(jù)位； 步驟R3:接收端拍攝到公共投影區(qū)域出現(xiàn)標(biāo)示結(jié)束指令的光束時(shí)，結(jié)束工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全的區(qū)域組群機(jī)器視覺通信方法，其特征在于，步驟T2中,在發(fā)射標(biāo)示數(shù)據(jù)位的光束前還包括: 發(fā)射端向公共投影區(qū)域發(fā)射標(biāo)示同步位的光束；標(biāo)示同步位的光束持續(xù)時(shí)間大于Tc。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種安全的區(qū)域組群機(jī)器視覺通信方法，其特征在于，步驟T2中，發(fā)射端發(fā)射完標(biāo)示同步位的光束以及每發(fā)射完一個(gè)標(biāo)示數(shù)據(jù)位的光束后，均發(fā)射一個(gè)標(biāo)示間隔位的光束，標(biāo)示間隔位光束的持續(xù)時(shí)間為Tc。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種安全的區(qū)域組群機(jī)器視覺通信方法，其特征在于，步驟Tl中，標(biāo)示喚醒指令的光束為兩個(gè)光束源同時(shí)發(fā)出光束；步驟T2中，標(biāo)示數(shù)據(jù)位O的光束為兩個(gè)光束源中其中一個(gè)光束源發(fā)出光束，另一個(gè)光束源熄滅，標(biāo)示數(shù)據(jù)位I的光束為所述一個(gè)光束源熄滅，所述另一個(gè)光束源發(fā)出光束；步驟T3中，標(biāo)示結(jié)束指令的光束為兩個(gè)光束源均熄滅； 標(biāo)示同步位的光束為與標(biāo)示數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)位O的光束相同或者與標(biāo)示數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)位I的光束相同； 所述標(biāo)示間隔位的光束為兩個(gè)光束源同時(shí)發(fā)出光束。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種安全的區(qū)域組群機(jī)器視覺通信方法，其特征在于，步驟R2中，接收端獲取公共投射區(qū)域圖像，進(jìn)行圖像處理后獲取光束狀態(tài)，判斷所述光束狀態(tài)是否為結(jié)束指令，若是則執(zhí)行步驟R3 ;否則判斷所述光束狀態(tài)與上一幀獲取公共投射區(qū)域圖像的光束狀態(tài)是否相同，如相同則舍棄所述光束狀態(tài)，否則保留所述光束狀態(tài)； 接收端根據(jù)光束狀態(tài)解碼出同步位及數(shù)據(jù)位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種安全的區(qū)域組群機(jī)器視覺通信方法，其特征在于，所述兩個(gè)光束源的顏色相同，光束狀態(tài)包含光束的位置信息；或者所述兩個(gè)光束源的顏色不同，光束狀態(tài)包含光束的顏色信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種安全的區(qū)域組群機(jī)器視覺通信方法，其特征在于，在步驟R2中，若接收端拍攝到多幀標(biāo)示同步位的圖像時(shí)，接收端降低拍攝頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種安全的區(qū)域組群機(jī)器視覺通信方法，其特征在于，接收端根據(jù)各光束狀態(tài)解碼出同步位及數(shù)據(jù)位的步驟進(jìn)一步包括:當(dāng)所述兩個(gè)光束源的顏色相同時(shí)，且當(dāng)標(biāo)示數(shù)據(jù)位的光束位置與標(biāo)示同步位的光束位置相同或差距小于設(shè)定閾值時(shí)，數(shù)據(jù)位與同步位表示的數(shù)字相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種安全的區(qū)域組群機(jī)器視覺通信方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)位包括目的地址位與信息位；目的地址位在信息位之前；當(dāng)接收端接收到的數(shù)據(jù)位中的目的地址與自身地址相符時(shí)繼續(xù)工作，否則結(jié)束工作。
10.作為權(quán)1、中任意一項(xiàng)所述的發(fā)射端或接收端的通信設(shè)備，其特征在于，包括模塊結(jié)構(gòu)體(22)； 模塊結(jié)構(gòu)體(22)上集成安裝有數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(21)、兩個(gè)光束的光束源(23)以及模塊接口(24);其中， 數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(21)，用于拍攝投射到公共投影區(qū)域的光束(14); 光束源(23),用于傳輸信息； 模塊接口(24)，用于提供與外部設(shè)備間的信息交換及電源供應(yīng)的接口。
【文檔編號(hào)】H04B10/00GK104393927SQ201410651148
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】王德麾, 馮軍帥, 宋海亮 申請(qǐng)人:成都實(shí)唯物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司