可见光系统探测能力的分析研究
可见光室内定位技术研究进展
可见光室内定位技术研究进展
陈静;刘旋;郑杰
【期刊名称】《电讯技术》
【年(卷),期】2024(64)3
【摘要】可见光赋能的定位技术具有无电磁辐射、成本低、精度高、安全性高、不易受电磁干扰等优势,故近年来可见光室内定位技术(Visible Light Indoor Positioning,VLIP)受到了学界和业界的广泛关注。
为了展示VLIP的研究进展和发展全貌,阐述了VLIP的系统架构及相关通信技术,对VLIP基础定位方法及其相关辅助定位技术进行了详细地梳理、分类和对比分析,针对VLIP当前面临的挑战分析了潜在的解决方案,展望了VLIP未来研究方向。
【总页数】10页(P478-487)
【作者】陈静;刘旋;郑杰
【作者单位】扬州大学信息工程学院(人工智能学院);东南大学计算机科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.1
【相关文献】
1.基于可见光通信的室内定位技术研究
2.基于可见光强度的室内定位技术研究
3.可见光通信室内定位技术进展与应用
4.基于CPPM-RSSI算法的可见光室内定位技术研究
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空间目标白天光电探测能力分析
空间目标白天光电探测能力分析卢栋【摘要】天空背景在白天时的强光给空间目标的光电探测带来了很大的难度,针对白天探测的特点,基于极限探测信噪比、对比度反极限探测星等探测能力模型,说明了光谱滤波方法能有效提高白天探测能力,对比各种滤波效果,提出窄带滤波作为最优光谱滤波方法.从光学系统参数角度出发,通过分析计算得出在一定条件下综合权衡各参数的影响,减小视场,提高光学探测口径,增大焦距,有利于提高白天光电探测能力,为光学探测器的设计提供了一定的参考依据.%The characteristics of optical system in the daytime under the strong light condition are introduced. The spectrum filters can enhancement SNR measurement efficiently based on the model of optical detection for contrast, SNR and stellar in the daytime. The narrow-band filtering as superior spectrum filter Is proposed by contrasting various of filtering effect. Based on the model of optical detection, the influence of daytime detection from the optical system parameter through saw field, optical caliber, and focal distance is proposed.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)016【总页数】4页(P176-178,182)【关键词】白天探测;光谱滤波;探测能力;光学系统参数【作者】卢栋【作者单位】中国人民解放军装备指挥技术学院,北京 101416;酒泉卫星发射中心,甘肃酒泉735000【正文语种】中文【中图分类】TN911-340 引言光电探测技术是实现空间目标探测,进而获得目标信息的主要技术手段,常用的有可见光相机CCD 探测和红外探测。
一种点目标探测系统能量集中度计算方法
一种点目标探测系统能量集中度计算方法杨天远;周峰;行麦玲【摘要】在点目标探测系统中,光学系统的能量集中度决定了单个像元收集到点目标能量的水平,直接影响点目标探测系统的图像信噪比.在相机设计完成后,需要对相机的能量集中度进行测试,评价相机的性能.传统方法对点目标探测系统的能量集中度计算采用"中心像元法",由于相机探测器中心位置偏移和靶标尺寸的影响,计算结果存在很大误差.文章通过建立点源靶标成像模型,分析出靶标尺寸和探测器位置对点目标像斑的影响,提出了求解点目标能量集中度的一般过程,并设计出了一种容易实现的计算方法.通过对点目标像斑进行高斯拟合,然后通过两次反卷积去除探测器位置和靶标尺寸的影响,实现了对能量集中度的求解.计算结果表明,文中提出的方法比传统方法更接近实际情况,具有工程应用价值.%In point target detection system, the energy collected by a single pixel is determined by the energy concentration degree of the optical system, which directly affect the detection signal to noise ratio. It is necessary to test the energy concentration degree after the completion of the camera design to evaluate the performance of the detection system. Traditionally, the energy concentration degree is calculated by dividing the sum of the point image energy by the center pixel energy. But the influence of the center pixel position offset and the size of the point target will lead to a big error. Through the establishment of a point source target imaging model, the influence of the center pixel position offset and the size of the point target is analyzed. The general process is offered for solving the point target energy concentration degree. And an easily achievable calculation methodis designed. After the Gaussian fitting of the sampling result, the deconvolution is applied twice to eliminate the influence of the centerpixel position offset and the size of the point target, and then the high precision solution of energy concentration degree is obtained. The calculation results show that this method is more close to actual situation than the traditional method, which has engineering application value.【期刊名称】《航天返回与遥感》【年(卷),期】2017(038)002【总页数】7页(P41-47)【关键词】能量集中度;高斯拟合;反卷积;点目标探测;空间相机【作者】杨天远;周峰;行麦玲【作者单位】北京空间机电研究所,北京 100094;北京空间机电研究所,北京100094;北京空间机电研究所,北京 100094【正文语种】中文【中图分类】TP391.41点目标的图像信噪比是评价点目标图像的主要参数。
可见光通信的研究与发展
可见光通信的研究与发展费海荣【摘要】可见光通信是一种新型的无线通信技术.传统的无线通信技术例如蓝牙、WiFi等采用射频信号传输数据信息,而可见光通信在发射端采用白光发光二极管作为光源,在接收端采用光电传感器作为检测器进行数据传输.本文全面分析了可见光通信的优势,列举了可见光通信技术在国内外的应用研究与发展,并给出了目前可见光通信发展中面临的一些挑战.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2015(034)015【总页数】4页(P11-14)【关键词】可见光通信;智能交通;室内定位;无线接入【作者】费海荣【作者单位】南京邮电大学通信与信息工程学院,江苏南京210003【正文语种】中文【中图分类】TN929.1自从高亮度的白光发光二极管（LightEmitting Diode，LED）面世后，随着光效的提高，白光LED越来越多地被用作有效光源取代白炽灯泡和荧光灯。
与传统的照明器件相比，白光LED具有功耗低、使用寿命长、尺寸小、绿色环保等优点。
另外，白光LED具有非常高的响应灵敏度，因此可以采用LED进行高速数据通信［1］。
可见光通信（Visible Light Communication，VLC）同时具有照明和通信的优势。
随着LED在交通、室内照明和传感技术等不同领域的广泛应用，LED可见光通信有望成为无处不在的通信手段，被认为是极具发展潜力和应用前景的技术［2］。
当然，目前的可见光通信技术的发展还面临着一些挑战。
图1是可见光通信系统的典型系统组成框图。
从图中可知可见光通信系统包括上行链路和下行链路两部分。
下行链路包括白光LED发送阵列和终端发送接收机的接收部分。
白光LED阵列发出的已调光以很大的发射角度往空间的各个方向传播，但是由于LED光源个数比较多，因而在发射机和接收机之间会存在多条不同的传播光路，接收机会收到来自不同光源的信号。
来自视距路径（Line Of Sight，LOS）和非视距路径（Non-Line Of Sight，NLOS）的不同的光路到达接收端会产生一个时间差，这个时间差将会引起码间干扰（inter-symbol interference，ISI）。
光纤通信中可见光通信的设计与性能分析
光纤通信中可见光通信的设计与性能分析近年来，可见光通信作为一项创新性的通信技术，引起了广泛关注。
与传统的无线通信相比，可见光通信利用可见光波段进行数据传输，具有更高的数据传输速率、更低的干扰以及更广泛的应用前景。
在光纤通信中，可见光通信的设计与性能分析成为了一个重要的研究方向。
首先，可见光通信的设计需要考虑光源的选择与调制方法。
光源的选择是设计中的关键一步，常用的光源有白色发光二极管（LED）和激光二极管（LD）。
LED具有低成本、稳定性好、寿命长等优点，但由于其发光效率较低，需要进行高效的调制方式。
而LD具有较高的功率和较窄的光束，但成本相对较高。
根据实际需求和预算，选择适当的光源非常重要。
其次，可见光通信的设计还需要考虑信道传输特性。
由于可见光通信受环境干扰比较大，如光照、障碍物等，设计中必须充分考虑这些因素。
在信道传输特性的研究中，建立合适的数学模型用于预测和优化传输性能是必不可少的。
此外，对于不同的应用场景，还可以采用光学镜面反射技术以提高传输效果。
光接收器是可见光通信设计中的另一个重要部分。
光接收器的设计与性能对可见光通信的传输质量起着至关重要的作用。
常见的接收器有光电二极管（PD）和光电转换器（PDT）。
PD具有快速响应速度、较高的响应度和较大的动态范围，但灵敏度较低。
PDT通过延长光子的旅程，改善了光接收效果，但响应速度相对较慢。
根据实际需求和性能要求，选择适合的接收器可以提高系统性能。
此外，可见光通信的性能分析也是设计中的重要一环。
性能分析可以从多个角度评估通信系统的性能，如传输速率、误码率和系统容量等。
传输速率是衡量通信系统的重要指标之一，与调制方式、信噪比以及信道带宽等相关。
误码率是衡量通信系统错误码字数与传输码字数比例的指标，对于保证信息传输的可靠性十分重要。
系统容量则是指在给定条件下，通信系统所能实现的最大数据传输量。
通过定量的性能分析，可以评估系统的可实现性和稳定性，进行优化设计。
无人机光电侦察_监视技术研究
航天电子对抗第23卷第2期收稿日期:2006-11-20作者简介:娄树理(1976-),男,讲师,博士研究生,研究方向为光电制导、图像处理、红外图像生成、无人机等;周晓东(1940-),男,教授,博导,研究方向为光电制导、图像处理、红外图像生成、目标和背景特性分析。
无人机光电侦察、监视技术研究娄树理1,杨增胜2,周晓东1(1.海军航空工程学院控制工程系,山东烟台 264001;2.中国人民解放军92840部队,山东胶南 266405) 摘要: 无人机是获取战场情报、进行侦察和监视活动的良好平台,将成为未来战争中的重要武器,而其侦察和监视能力的提升更依赖于无人机光电系统技术的发展。
介绍了无人机的光电设备及光电系统的侦察、监视技术,并对无人机光电系统技术的发展趋势加以展望。
关键词: 无人机;光电;侦察;监视中图分类号: V 279.3 文献标识码: AUAV electro 2optical reconnaissance and surveillance technologyLou Shuli 1,Yang Zengsheng 2,Zhou Xiaodong 1(1.Depart ment of Cont rol Engineering ,Naval Aeronautical Engineering Instit ute ,Yantai 264001,Shandong ,China ;2.Unit 92840of PLA ,Jiaonan 266405,Shandong ,China )Abstract :UAV is an excellent platform for reconnaissance and surveillance ,and it will be a important weapon in the f uture war.The abilities of reconnaissance and surveillance depend on the development of UAV electro 2optical system.UAV electro 2optical equipment is introduced ,and the technologies of reconnaissance and surveillance are discussed.The UAV electro 2optical development trend is described.K ey w ords :UAV ;electro 2optical ;reconnaissance ;surveillance1 引言侦察和监视是无人机的首要任务,是无人机应用最早、最多的领域[1]。
可见光成像系统MRED客观评测方法研究
可见光成像系统MRED客观评测方法研究最小可辨色差（MRED）是评价可见光成像系统的重要技术指标，传统的测量方法都是由测量人员的主观判读得到的，精确度和重复性不高。
文章提出了一种基于图像处理技术的最小可分辨色差的客观评测方法，并通过实验进行验证。
利用数字图像处理技术对最小可分辨色差进行识别、判断来代替人眼的主观判断。
客观方法测得的MRED为0.6764个色差单位。
实验结果表明：测量结果准确，具有很好的重复性，与相同测量环境条件下由人眼主观测量的MRED结果相吻合。
标签：计算机图像处理；最小可分辨色差；可见光成像系统Abstract：MRED is an important technical parameter to estimate the color imaging system. The traditional measurement method based on the testers subjective judgment has low precision and poor repeatability. In order to get more accurate and objective MRED，an objective evaluation method based on image processing technology was developed. Using image processing technology to identify and judging instead of human subjective judgment. The objective method of MRED is 0.6764. The results show that the value got by the subjective measurement method is consistent with that of the objective.Keywords：computer image processing technology；MRED；visible imaging system引言在现有的光电系统中，可见光系统正在取代传统的黑白成像系统，担负着目标探测及目标识别的任务。
可见光发展现状及未来趋势分析
可见光发展现状及未来趋势分析随着科学技术的不断进步，可见光（visible light）作为一种重要的电磁波频段，正在迅速发展和应用。
本文将就可见光发展现状及未来趋势进行分析，并展望其在不同领域的前景。
可见光波长范围为380至740纳米，是人眼能够感知的光波范围。
在过去几十年里，可见光通信技术显著发展，光纤通信已成为主流的数据传输方式，而光通信技术也越来越被广泛应用于数据中心、无线通信和互联网行业。
然而，传统的光通信技术受限于光纤网络结构的限制，给部署和维护带来了一定困难。
随着无线通信技术的快速发展，可见光通信成为一种具有广阔发展前景的新兴技术。
可见光通信利用LED灯光或其他可见光源传输数据，通过调制光的亮度和频率来实现通信。
与传统的无线通信相比，可见光通信具有更高的带宽和更低的能耗。
此外，可见光通信不受无线频段限制和电磁辐射干扰，因此在电磁辐射敏感的环境中具有突出的优势。
预计在未来几年内，可见光通信将逐渐取代传统的无线通信技术，成为一种更可靠、更高效的通信方式。
除了通信领域，可见光还在其他许多领域展示出巨大的潜力。
在室内定位系统中，可见光通信可以利用已有的室内照明设备实现高精度的定位和导航，为物联网、室内导航和虚拟现实等应用提供支持。
在医疗领域，可见光技术正在被应用于光治疗、光成像和光诊断等方面，为疾病的治疗和监测提供了新方法和手段。
未来，随着可见光技术的不断创新和发展，其应用领域将进一步扩展。
一方面，可见光通信将进一步提升传输速度和稳定性，为大容量数据传输和高速互联网连接提供支持。
另一方面，可见光技术在智能照明、室内导航、智能家居等领域的应用将越来越广泛。
通过将可见光与人工智能、物联网等技术结合，可以实现智能照明系统的自适应调节、智能家居的智能化管理以及室内导航系统的精准定位等功能。
此外，可见光技术还可以应用于植物生长光谱研究、文物保护和环境监测等领域。
通过研究光对植物生长的影响，可以制定更科学合理的植物生长光照方案，提高作物产量和品质。
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可见光系统探测能力的分析研究
作者：杨立保
来源：《硅谷》2014年第22期
摘要在光电跟踪系统中，评价系统能力的一项重要指标是作用距离。
在已知系统参数和目标特性的条件下，获得系统作用距离有以下几种方法：一是利用传统作用距离公式计算，这种方法误差会较大;二是在实际环境中对真实目标考核，该方法最直观，但是代价最大;三是参考同类型设备的试验数据，由于目标和天气条件的千差万别，需要大量的试验数据;本文提出了一种基于有限的少量试验数据，结合理论分析的方法，计算出系统的极限探测能力。
关键词光电跟踪系统;探测能力;作用距离
中图分类号：V556 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-007070-02
在光电跟踪系统中，评价系统能力的一项重要指标是作用距离，该指标表征系统的对特定目标的最远探测能力。
在已知系统参数和目标特性的条件下，推定系统作用距离有以下几种方法，一是假定大气条件，利用作用距离公式估算系统作用距离;二是在实际试验环境中对真实目标进行实际考核，该方法最直观，但是代价最大，而且条件苛刻;三是通过同类设备类比的方法，由于实验环境和目标特性以及设备参数等千差万别，因此该方法将需要长期的大量试验数据的积累，这在短时间内难以建立;本文提出了一种综合分析方法，既是建立在有限试验结果的基础上结合理论分析并通过其他目标验证的方式分析系统的作用距离，给出系统的极限探测能力，是一种经济可行的方案。
我们首先建立系统模型，借以衡量系统性能，优化系统参数，以低仰角海面目标为实验对象[1、2]。
1 试验条件
以相对孔径为1：8的可见光系统，在大气水平能见度大于12 km，观测方向与太阳夹角大于30°，太阳高角大于5°条件下，对直径为0.4 m飞行速度为2马赫的目标，要求作用距离达到10 km。
2 试验数据
鉴于试验中受场地、目标等多方面限制很难有真实的目标和理想的天气条件进行作用距离试验，因此我们选取一远距离靶标进行了测距试验，试验条件如下：
日期：6月下旬;
地点：沿海海边;
气象条件：温度20℃～31℃，多云，东风3～4级。
轻雾，目视分辨目标较困难;
时间：下午6时许，太阳高角小于5°，而且目标观测仰角2°左右。
试验目标：靶标球体直径0.6米。
激光测距测得靶标距离为7.7 km。
如图所示。
在图像中可看见塔顶的球，也可看到支撑球体的支杆，可以有效提取目标。
当时的天气条件远比指标要求的条件要差
很多。
该试验是随机选取的试验天气和试验目标，没有严格的限定试验条件和实验目标。
下面我们在此试验的基础上推导指标条件下，相应的系统极限作用距离。
3 经典作用距离公式
1）计算条件：
①目标经可见光望远镜所成像的尺寸应满足可见光电视处理器提取信号的要求，目标像覆盖的像元数目不小于2×2像元。
②在像面处目标与背景对比度满足信号提取要求，即大
于5%。
2）目标在像面上产生的照度：
式中：
—目标反射太阳光的光强度;
—目标反射系数;
—光学系统通光口径;
—焦距;
—光学系统透过率;
—大气透过率;
—光学系统对目标的滤光系数;
—观测方向与太阳夹角;
—弥散系数。
3）背景在像平面上的照度：
式中：
—背景亮度;
—光学系统透过率;
—光学系统对背景的滤光系数;
—光学系统通光口径;
—光学系统焦距。
目标与背景的对比度：
4 系统探测能力推算
根据可见光作用距离公式，需要首先满足目标成像尺寸大于2×2个像素。
1）目标在靶面成像大小的计算。
成像尺寸可根据成像公式计算得到：
对于直径0.4 m的目标，在800 mm焦距和目标距离10 km时，成像所占像元数为4×4个像元。
可以发现并提取目标。
2）不同条件下的目标照度。
估算作用距离时，除了应满足目标成像尺寸的条件外，探测能力只与目标照度有关。
而影响目标照度的关键参数只有大气透过率。
因此可以按照天气条件估算上述试验时的大气透过率τ1，再计算指标条件时10 km远的大气透过率τ2，如果τ2>τ1，就认为系统的探测能力能够达到10 km。
利用逐次逼近的方法比对大气透过率使其等于τ2，记录当τ2=τ1时的距离，此即为设备的极限作用距离。
下面具体计算指标条件下的作用距离。
大气透过率的估算：在轻雾天时，应用Lowtran77软件估计在7.7 km时大气透过率为
0.0045;在大气能见度12 km时，目标为10 km时大气透过率为0.0264;综合情况见下表所示。
从上表知，能见度为12千米时的透过率大于轻雾天7.7 km时的大气透过率。
当在此条件下的大气透过率等于轻雾天7.7公里时的大气透过率时，得出的距离既是设备的极限作用距离。
即设备的极限探测能力为14.9 km。
5 结论
在光电跟踪系统中，评价系统能力的一项重要指标是作用距离，该指标表征系统的对特定目标的最远探测能力。
在已知系统参数和目标特性的条件下，推定系统作用距离有以下几种方法，一是假定大气条件，利用作用距离公式估算系统作用距离;二是在实际试验环境中对真实目标进行实际考核，该方法最直观，但是代价最大，而且条件苛刻，难以满足;三是通过同类项目比对，该方法立足于大量试验数据的积累;本文提出了一种综合分析方法，既是建立在有限试验结果的基础上结合理论分析并通过其他目标验证的方式分析系统的作用距离，给出系统的极限探测能力，是一种经济可行的方案。
参考文献
[1]季云松，张凯.自然光照下目标的光学特征仿真[J].红外与激光工程，2002，31（2）：161-165.
[2]李斌成.空间目标的光学特性分析[J].光学工程，1989（2）：21-26.
[3]韩根甲.舰载红外搜索与跟踪系统的最新现状与发展趋势[J].现代防御技术，2007，35（3）：109-116.
作者简介
杨立保（1972-），男，河北唐山人，博士生，副研究员，2005年于长春理工大学获得硕士学位，现在中科院长春光机所工作，主要从事光电测量与总体设计方面的研究。