[發明專利]一種基于紅外投影標志點的視覺位置跟蹤系統

有效

• 申請號: 201010034471.6
• 申請日: 2010-01-21
• 公開（公告）號: CN101777123A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 王涌天;黃業桃;劉越;翁冬冬
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06K9/60
• 分類號: G06K9/60;G06K9/46
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;高燕燕

1.一種基于紅外投影標志點的視覺位置跟蹤系統，其特征在于，包括：主 標志點產生裝置、輔助標志點產生裝置、紅外圖像采集裝置和計算裝置；

所述主標志點產生裝置由紅外光源、第一菲聶耳透鏡、標志點底片、第二 菲聶耳透鏡、投影鏡頭和滑動導軌組成；

所述紅外光源、第一菲聶耳透鏡、第二菲聶耳透鏡和投影鏡頭依次置于滑 動導軌上；具有預設主標志點圖案的標志點底片置于第一菲聶耳透鏡上；所述 紅外光源發出的紅外光依次通過第一菲聶耳透鏡上的標志點底片、第二菲聶耳 透鏡和投影鏡頭投射到指定區域，形成主標志點圖像；所述標志點底片上的主 標志點圖案不透光或標志點底片上除主標志點圖案之外的部分不透光；

所述輔助標志點產生裝置包括支撐架和至少4個紅外激光發生器；每個紅 外激光發生器通過一個萬向軸承安裝在所述支撐架上；每個紅外激光發生器發 出的紅外激光投射到所述主標志點圖像周邊的設定位置，形成一個輔助標志點；

所述紅外圖像采集裝置，采集所述指定區域的紅外光圖像，并發送給所述 計算裝置；

所述計算裝置，根據紅外光圖像中的主標志點圖像和輔助標志點的位置， 計算確定紅外圖像采集裝置的當前位置，利用計算出的位置完成虛實融合的位 置注冊。

2.如權利要求1所述的基于紅外投影標志點的視覺位置跟蹤系統，其特征 在于，該系統包括多個主標志點產生裝置，各主標志點產生裝置發出的主標志 點圖像投射到指定區域的設定位置。

3.如權利要求1所述的基于紅外投影標志點的視覺位置跟蹤系統，其特征 在于，所述輔助標志點產生裝置包括8個紅外激光發生器，每個紅外激光發生 器為一個紅外激光發射二極管，8個紅外激光發生器分成兩列，通過8個萬向軸 承安裝在支撐架上。

4.如權利要求1所述的基于紅外投影標志點的視覺位置跟蹤系統，其特征 在于，所述紅外光源由紅外發射二極管陣列組成，其總功率不小于36瓦。

5.如權利要求1所述的基于紅外投影標志點的視覺位置跟蹤系統，其特征 在于，所述計算裝置包括：二值化模塊、校正模塊、提取和識別模塊、位置計 算模塊和合成增強模塊；

所述二值化模塊，用于將紅外圖像采集裝置采集的紅外光圖像轉換為二值 圖，并發送給校正模塊；

所述校正模塊，用于對所述二值圖進行圖像失真的校正，得到校正后的圖 像，并發送給提取和識別模塊；

所述提取和識別模塊，用于根據預先獲知的主標志點位置，從所述校正后 的圖像中辨識主標志點圖像，根據主標志點圖像的位置識別輔助標志點的位置 并記錄；如果辨識出的主標志點圖像完整，則將主標志點的位置信息發送給位 置計算模塊；如果主標志點圖像不完整或沒有主標志點圖像，則獲取已記錄的 各輔助標志點位置，將輔助標志點位置發送給位置計算模塊；如果圖像中沒有 主標志點圖像且識別到少于4個輔助標記點，則確認跟蹤失敗；

所述位置計算模塊，根據來自所述提取和識別模塊的主標志點位置信息或 輔助標志點位置計算紅外圖像采集裝置的位置，并發送給合成增強模塊；

合成增強模塊，用于根據位置計算模塊提供的紅外圖像采集裝置的位置， 利用計算出的位置完成虛實融合的位置注冊。