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发光二极管(LED)具有较快的光电响应速度,除用于照明之外也可用于无线光通信光源。与过去通常使用激光作为无线光通信的光源相比,LED产品和相关配件比较普及成本较低,寿命更长,大功率光源的驱动控制和散热设计也比较容易和紧凑。其聚束后发散角仍比激光束大的特点也带来了无线通信的捕获、跟踪、对准(即ATP,Acquisition、Tracking and Pointing)难度降低的优势,因而也需要简化过去用于激光无线光通信的光束对准方案。本文就是在这一需求背景下探讨利用LED相关配套产品即现有的舞台旋转光束灯机电装置的软硬件模块,通过视频图像采集和处理来定位接收端,研究LED无线光通信中的光束对准技术,并应用于移动平台之间传输的动态接收目标跟踪。 通过RGB颜色对比及滤波的方法进行图像处理和目标识别。根据透视投影方法将目标点屏幕上的二维显示坐标投影到三维空间,得到物体的三维空间坐标。根据空间坐标实现目标定位。设计了一种采用成熟的二维转台实现目标跟踪的方法。该方法以DMX512协议为二维转台控制协议,根据目标定位的空间坐标,控制步进电机实时跟踪目标。 搭建了以STM32为主控制芯片的基于动态目标跟踪的可见光通信系统,用OV7670图像采集传感器进行图像采集,建立了图像识别结果中目标的像素坐标与空间方向的映射关系,由此控制电机转动光束方向对准接收目标。实验测试表明,该方法可实现动态目标的快速捕获与准确跟踪,满足基于动态目标跟踪的无线光通信的需要。 为提高目标识别的精度和实时性,采用Android系统上的目标识别方法并通过Android设备上的蓝牙模块与主控制芯片上外接蓝牙模块进行通信传送目标定位信息,实现对目标更精准的定位。