Modelagem do Movimento do Veículo e Iluminação de Pixel para Comunicação Visível Baseada em Sensor de Imagem

A modelagem de canal é crítica para o design e avaliação de performance da comunicação de luz visível (VLC). Embora uma quantidade considerável de pesquisas tenha se concentrado em sistemas VLC internos usando fotodiodos de elemento único, ainda há uma necessidade de modelagem de canal para sistemas VLC em ambientes móveis ao ar livre. Neste artigo, descrevemos e fornecemos resultados para a modelagem de VLC baseado em sensor de imagem para aplicações automotivas. Em particular, examinamos o modelo de canal para movimentos móveis no plano da imagem, bem como a atenuação do canal de acordo com a distância entre o transmissor e o receptor. Mediçōes de fluxo óptico foram realizadas para três situações de VLC para uso automotivo: VLC de infraestrutura para veículo (I2V-VLC); VLC de veículo para infraestrutura (V2I-VLC); e VLC de veículo para veículo (V2V-VLC). Descrevemos o movimento do veículo por meio de fluxo óptico com precisão subpixel usando análise de correlação apenas de fase (POC) e mostramos que um modelo de câmera de orifício simples descreve com sucesso esses três casos de VLC. Além disso, a luminância do pixel central da área do LED projetado em relação à distância entre o LED e a câmera foi medida. Nossas descobertas principais são duplas. Primeiro, um modelo de câmera de orifício simples pode ser aplicado à modelagem do movimento do veículo de um I2V-VLC, V2I-VLC e V2V-VLC. Segundo, o ganho DC em um pixel permanece constante enquanto a imagem projetada do LED transmissor ocupa vários pixels. Em outras palavras, se escolhermos um pixel com a maior luminância entre a imagem projetada do LED transmissor, o valor permanece constante, e a razão sinal-ruído não muda de acordo com a distância.