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可視光通信とイメージセンサ通信 Visible Light Image Sensor Communication

可視光通信とイメージセンサ通信 Visible Light Image Sensor Communication
by

Nobuo Iizuka

on 13 July 2010

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Transcript of 可視光通信とイメージセンサ通信 Visible Light Image Sensor Communication

可視光通信と
イメージセンサ通信
について イメージセンサ通信 フォトダイオード通信 可視光通信とは LEDの進歩
照明インフラの変化 イメージセンサ通信とは 可視光通信コンソーシアム
カシオ計算機㈱ 研究開発センター飯塚 宣男 受信デバイスでの分類 照明インフラを通信に流用できる(エネルギー的、美観的)
機器のインジケータもそのまま通信ポートに

生体に影響がなく安心・安全。機器への影響も皆無

通信範囲が目に見えるのでセキュリティ管理が容易

非常に高い指向性。容易な範囲制御と、高い空間分解能 μs単位の反応速度

「明かり」の機能のまま、人間に知覚できない速さで点滅可能 = 通信に使える 非常に多様な応用領域と技術を指している状況
おそらく、最終的に非常に広い技術応用分野になる

送信: 照明、インジケータ、プロジェクタ・・・
LEDだけでなくELなどの開発もあり
受信: フォトダイオード、イメージセンサ・・・
速度: 数百bps未満から数百Mbps以上まで
応用場面: 屋内、超近傍、水中、宇宙・・・ 「可視光通信」の主流
シンプルで高速な通信 標準規格化の状況 LEDと通信 可視光通信の特長 : Image Sensor Coummunication ありがとうございました。 JEITA CP-1221/1222
    片方向4.8kbpsの主に照明光通信用

ARIB STD-T50 4.0版
    下り可視光、上り赤外を用いた光LAN
    (赤外光LANの可視光拡張)

IrDA「可視光通信標準規格」1.0版
    IrDAの可視光通信拡張、互換性確保規格

・IEEE 802.15.7
    策定作業中 、双方向ネットワーク型、2010年中?  
    200kbps-40Mbps、色変調など AR(拡張現実感)とISC 測位系AR(GPS、方位センサ等)に比べて
幾何整合問題が原理的にない、画像にぴたりと合う
肉眼で、「あ、情報出してる」と誘引できる

2Dマーカー系ARに比べて
1ドットで光源が映れば良い。景色をふさがない
長距離が可能(数百m単位での認識も)

さらに、将来、通信レートが高速化すると・・
・モデルデータ自体を光マーカから送れるようになり、
受信側は「モデルデータレス」が可能。 可視光通信の現状 世界にいつくかの可視光通信の取り組み、グループがあるが、おそらく日本の「可視光通信コンソーシアム」が早期から取り組み、活動も多様で早期からの取り組み。 新たなユーザ体験
無混信・無干渉通信
通信=位置把握、画像取得 重要 May 2010 無断転載、引用は
ご遠慮下さい。 Twitter: @snobiiz インジケータ利用前提など、一部の応用では、
コストと広角視野・並列機能の重視のため、
フリッカー(ちらつき)許容で提案がされているものもあります。 センサーネットへの応用
(2008 NaturePhotonics) 温度センサーデータ
LEDで送信するタグを
任意の計測点に貼付け 約10m その他
ISC応用 ’コマンド’と’位置’を
同時に示せる制御通信方法 屋外巨大ARCG 多数のデータと位置を管理 実景色でナビ リモコン・ロボット モノ探し バルーンフォト 写真を楽しく ID = 2 ID = 1 4つのID LEDタグはおよそ
5Wくらい マークしたところに
数WのLEDタグを4つ配置
各マー点のIDを発信させます。 20103月の試作機
ネットブックに試作センサーをUSB接続 4点のIDと位置からCGを
割りつけます。
遠距離でも、ピクセル精度
でマーカ位置がわかります。
センサに1ピクセル光が見えればOK 身長はビル10Fくらい 光通信受信デバイスの比較 ISCの性能に関するメモ: 動作・
実証実績 CASIOのISC試作機 受信データ
データ座標 xn個 応用、表示プログラム 信号探索と受信処理をハードウェア化
高精細極低速(数十bps)から低精細低速(数kbps)
応用はPC側のプログラムによる

無干渉性能の確認 間接照射光による通信 ~30個 ID同時捕捉 同時に30点程度までの、IDタグ信号の同時補足、
反応時間0.2秒、歩行速度程度の動きにも対応。
YRPユビキタスネットワーク研究所殿との共同開発。 2009年3月
※表示仕様上タグを大きな四角で覆っていますが、信号座標はピクセル単位で把握しています。 昼間屋外長距離1km LED交通信号機200m 1.1kbps 可視光通信コンソソーシアム 、交通管理技術協会殿との共同実験
渋滞等制御のための、主ー副 信号機制御信号伝送実験、2009年 小型灯台 2km 1.1kbps 揺れる模型船での受信1.1kbps 可視光通信コンソソーシアム・海上保安庁殿との共同実験
2008年9月 可視光通信コンソソーシアム・海上保安庁殿との共同実験
2009年12月 10W程度のLEDをラフに窓際に設置
晴天屋外1km離れたところで、画像とともに受信
2007年 受信試作機の画像スナップショット 特別に開発した時空間フィルタで、
環境を選ばずに通信している光だけを
素早く探索、受信します。 強い外乱光下で
文字メッセージ受信 通常屋外でも確実に
通信光だけを探して通信 比較的弱い明暗輝度変化があればよいので、間接照明で、
「情報を貼り付ける」ことができます ISC 変調されたレーザーポイントをカメラで受信、
前進・後退コマンドで新感覚リモコン 温度空間分布が
そのままわかる 2010 Apr.
(高速化を追求したISCでは、Mbpsを達成したものもあります。)
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