UOCC
水下光学相机通信系统设计与实现 — 自适应光学通信毕设知识网络
系统架构
三级自适应机制：感知层 → 算法层 → 执行层 → 反馈 → 感知层，形成完整的感知-反馈闭环
uocc_system.py
# 发射端
def transmit(data):
encoded = utf8_encode(data)
ook_signal = ook_modulate(encoded)
rll_signal = rll_encode(ook_signal)
led_drive(rll_signal) # 光信号发射
# 接收端
def receive():
frame = camera_capture()
iso = adaptive_iso(frame) # 自适应增益
ook_bits = ook_demodulate(frame)
data = utf8_decode(ook_bits)
return data信号流程
观察光信号从发射端到接收端的完整流程
文字输入
→UTF-8 编码
→OOK 调制
→RLL 4B6B 编码
→LED 驱动
LED 光信号
→水下信道
→双目相机采集
→自适应增益
OOK 解调
→MIMO 合并
→RLL 4B6B 解码
→UTF-8 解码
→文字输出
学习路径
12 个渐进式模块，从系统概览到实验验证
u01
系统概览
感知-反馈-执行三级闭环
u02
OOK 调制解调
bit=1 LED开, bit=0 LED关
u03
RLL 编码
直流平衡, 时钟恢复
u04
自适应控制
Matus 2020 复现, 收敛~15帧
u05
阻尼多状态机
覆盖宽动态范围, 防振荡
u06
MIMO 合并
空间分集对抗多径衰落
u07
发射端设计
10W远距/3.3W近距自动切换
u08
接收端设计
ISO/曝光联合自适应
u09
CUDA 加速
>10x加速比
u10
实验记录总览
空气→清水→浑浊水→MIMO
u11
空气信道实验
1m BER<10⁻⁶, 3m BER<10⁻⁴
u12
清水信道实验
接近空气信道基线
u13
浑浊水信道实验
turbidity_adaptive 12/12收敛
u14
3m 水槽实验 SOP
~10⁵帧 GT 标注数据
u15
进度追踪
P0=硬件联调+浑浊水实验
u16
设计演进总览
从固定参数到自适应控制
u17
LED 驱动迭代
v3: 6N137光耦+IRLB8743+恒流
u18
算法迭代
固定参数→Matus2020→turbidity_adaptive
u19
硬件选型
100 TOPS, 16GB LPDDR5, 10-25W
模块分类
六个模块分类：概览、算法、架构、实验、时间线、设计