基于汽车应用程序图像传感器的可见光通信系统



基于汽车应用程序图像传感器的可见光通信系统

介绍基于汽车应用程序中图像传感器的可见光通信系统，尤其V2I-VLC和V2V-VLC。在改善汽车安全方面，之前的研究已经记录V2I和V2V使用无线电技术通信的有效性。将基于图像传感器的VLC在识别独有特征方面与基于无线电技术的VLC进行比较。VLC系统的两个主要优点是其线性特性以及图像传感器，图像传感器不仅提供VLC功能，而且可通过图像和视频处理（包括运动目标检测、跟踪和测距）成为车辆潜在安全应用的主要工具。提出两个基于图像传感器的V2IVLC和V2V-VLC系统项目。在V2I-VLC项目中，发射机使用LED阵列（假定为LED交通信号灯），接收器使用高帧速率的CMOS图像传感器相机。通过现场试验确认，该系统实时传输音频信号速率为32kb/s。在V2VVLC项目中，引入一个新开发的CMOS图像传感器。该传感器能接收高速光信号并通过V2V交互现场试验证明其有效性。根据该传感器高速信号接收能力，其数据传输速率可达10Mb/s，且能够在接收图像（320×240，颜色）的同时接收各种车辆内部数据，如车辆ID和速度。介绍了V2I-VLC 和V2V-VLC交通安全网络环境（图1），包括LED交通信号灯、LED前照灯、LED制动灯。

V2I-VLC和V2V-VLC系统因VLC能够适应各种应用程序的要求而具有优势。但该系统有一定的局限性，即VLC网络局限于LOS地区，不能透过车辆或其它不透明的障碍物进行信号传输,而无线电系统可以满足信号传输要求。因此，研究VLC和无线电技术的复合技术很重要，取决于使用的应用程序。VLC技术可能无法保障链接质量。如果两种链接类型都可用，则链接质量将得到很大改善，对安全应用程序很有益处。

未来需要继续研究的工作是将VLC和无线电技术相结合，提高V2I和V2V链接的可靠性。

Takaya Yamazato et al. IEEE Communications Magazine. July 2014.

编译：赵唤