[发明专利]一种光学跟踪方法、装置及其系统

说明书

技术领域

本发明有关于光学技术领域，特别是有关于根据光学特性进行跟踪的技术，具体地讲是一种光学跟踪方法、装置及其系统。

背景技术

光学跟踪技术一直以来是虚拟现实，人机交互等研究领域中一个重要的研究方向。其中基于红外光谱的光学跟踪装置具有跟踪精度高，跟踪稳定，跟踪实时性好等特点，得到了广泛的应用。

目前的红外光学跟踪系统一般都包含如下几个重要组成部分：主动/被动红外标志点，摄像机，红外滤光片，处理器。在系统运行时，主动/被动红外标志点产生红外特征，摄像机拍摄标志点的图像并通过红外滤光片对入射光线进行过滤。最终得到的图像由处理器进行处理，并且综合分析采集到的图像而计算出红外标志点的三维位置。

在这种系统中的一个核心器件是红外滤光片，正是由于使用了红外滤光片对入射摄像机的光线进行过滤，才使得后续的图像处理工作能够顺利进行。

而现有的在红外光学跟踪系统中所使用的红外滤光片一般是高通滤光片或带通滤光片。这种滤光片能够有效地过滤掉非兴趣波段的入射光线，而得到所需波段的入射光线。

如果在跟踪环境中存在某个全波段的发光体(如钨丝灯等高温发光的设备)，由于其发出的光谱范围很广，往往涵盖了红外跟踪系统的红外波段，仅仅通过现有的单片滤光片的方式无法有效地对其进行过滤，这样就造成了错误的数据。

另外由于现有的红外跟踪系统拍摄图像中的标志点一般都仅仅是单独的光斑，所以通过图像处理对上述错误数据进行过滤是非常困难的。这导致红外光学跟踪系统对于跟踪环境有比较严格的要求，大大限制了这种系统在某些场合的应用。

在此，引用中国专利授权公告号为CN1235037C“红外目标检测跟踪与识别系统”、中国专利授权公告号为CN2901736C“红外热像仪和摄影机一体机”的内容作为本发明的现有技术。

发明内容

本发明鉴于上述现有技术的缺点，提供一种可以在各种环境中都能精确地进行光学跟踪的光学跟踪方法、装置及其系统。

本发明的目的之一在于，提供一种光学跟踪方法，该方法包括包括以下步骤：对被跟踪物发出的不可见光和干扰光源发出的干扰光进行至少两种不同波长的滤光；摄取滤光后的至少两个图像；对所述至少两个图像进行比较，判断出所述被跟踪物发出的不可见光的图像。

本发明的另一目的在于，提供一种光学跟踪装置，该光学跟踪装置包括：滤光单元，用于对接收到的被跟踪物发出的不可见光和干扰光源发出的干扰光进行至少两种不同波长的滤光；摄像单元，用于摄取通过所述滤光单元滤光后的至少两个图像；数据处理单元，用于对所述至少两个图像进行比较，判断出所述被跟踪物发出的不可见光的图像。

本发明的又一目的在于，提供一种光学跟踪系统，该光学跟踪系统包括被跟踪物和光学跟踪装置，所述被跟踪物用于发出一定波长的不可见光，其特征在于，所述光学跟踪装置包括：滤光单元，用于分别对被跟踪物发出的不可见光和干扰光源发出的干扰光进行通过通带与所述波长相匹配的滤光和通过通带与所述波长不匹配的滤光；摄像单元，用于获取通过所述滤光单元滤光后的两个图像；数据处理单元，用于对所述两个图像进行比较，判断出所述被跟踪物发出的不可见光的图像。

本发明的光学跟踪系统可以在各种环境中都能精确地进行光学跟踪。

附图说明

图1所示的是本发明的光学跟踪系统的结构框图。

图2A所示的是本发明的实施例1的光学跟踪系统的示意图。

图2B所示的是本发明的实施例1的光学跟踪系统的结构框图。

图2C所示的是本发明的实施例1的光学跟踪系统的图像形成示意图。

图3所示的是本发明的实施例1的光学跟踪方法的流程图。

图4A所示的是本发明的实施例2的光学跟踪系统的示意图。

图4B所示的是本发明的实施例2的光学跟踪系统的结构框图。

图5A所示的是本发明的实施例3的光学跟踪系统的示意图。

图5B所示的是本发明的实施例3的光学跟踪系统的结构框图。

图6A所示的是本发明的实施例4的彩色CCD成像原理示意图。

图6B所示的是本发明的实施例4的光学跟踪系统的CCD成像原理示意图。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的具体实施方式。