[发明专利]流水灯式信标快速识别系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种流水灯式信标快速识别系统，可用于计算机视觉领域中对环境中数量很大的信标进行快速识别。

背景技术

在计算机视觉领域，尤其是增强现实领域中，对环境信标的图像分析可以提供图像采集设备（如摄像机）的相对位置和姿态信息。

目前主要采用的信标系统为常亮式信标系统，对信标之间不加以区分，而采用穷举的方式进行推算。当同一画面中出现的信标数量过大时，计算复杂性增加，无法实现快速识别。

另有一种信标系统，信标采用的是二维码的形式，但其运算量仍然过大，不适用于便携式设备。

还有一种信标系统，信标采用的是二进制频闪方式，当信标数量过大时（100个以上），二进制码过长（7位以上），在快速运动时很难持续跟踪采集，容易导致识别失败。

基于上述现有方案的不足之处，为了开发出可对大量信标进行快速识别的信标系统，本发明提出了流水灯式信标快速识别系统。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足之处，所要解决的技术问题是：在较小的运算量下，增加系统能分辨出的信标总数。

本发明主要通过以下技术方案实施：一种流水灯式信标快速识别系统，包括信标系统和图像采集系统。一个信标系统由多个（N个信标，编号由1到N）信标组成，一个工作周期开始的时刻被记为t0，信标采用流水灯方式工作，多个信标间隔一定时间△t依次发出脉冲信号，一个信标系统内所有信标都发送完脉冲信号后，一个工作周期结束，经过一定休眠时间后，进入下一个工作周期；图像采集系统可连续工作采集图像序列，通过分析图像序列，可以获取到脉冲信号发生的图像坐标x、y和发生时刻ti（i=1,…,n），由于每个信标的工作次序n已知，可以将采集到的脉冲信号图像坐标x、y和信标编号N对应起来，从而实现大量信标的快速识别。

作为优选，信标发出的电磁波信号可以是蓝、绿、红、红外四个波段，从而允许多达四个不同波段的信标系统同时工作而互不干扰，图像采集系统可采集一个或多个波段的电磁波信号。

作为优选，当有多个相同波段的信标系统同时工作，即可能发生两个相同波段的信标在同一时刻工作，可采用多摄像头立体图像采集系统，通过多目视差确定距离，从而区分同一时间点工作的不同信标。

作为优选，当有多个相同波段的信标系统同时工作，即可能发生两个相同波段的信标在同一时刻工作，可采用浅景深图像采集系统，通过信标图像的弥散圆半径来区分同一时间点工作的不同距离的信标。

作为优选，脉冲信号可以是正脉冲方波信号，也可以是负脉冲方波信号。

作为优选，为了增加脉冲信号的辨识度，防止误判，脉冲信号可以是双正脉冲方波信号，也可以是双负脉冲方波信号。

作为优选，图像采集系统的采样时间间隔小于或等于信标系统的单脉冲宽度，以便能成功采集到所有的脉冲信号。

作为优选，信标一旦安装好，其在一个工作周期内的工作次序n就固定下来，信标上装有时间信号接收装置，可接收标准时间信号，来校准内置时钟，从而保证该信标的工作频率和工作相位与标准时间相符。

作为优选，图像采集系统上装有时间信号接收装置，可以接受标准时间信号，来校准内置时钟，从而保证图像采集系统的工作频率和工作相位与标准时间相符。

作为优选，信标上装有控制信号接收装置，可接收控制信号，来改变该信标在一个工作周期内的工作次序n。

本发明的有益效果是：1）采用流水灯工作方式，信标发出脉冲的时间，就对应着信标的编号，识别迅速、可靠。

2）当采用负脉冲时，由于信标常亮，可实现连续跟踪，只有在跟踪失败的情况下，才需要重新进行编号确认，因而工作周期可以拉得很长，一个信标系统可以容纳下更多的信标。

3）当采用双脉冲时，依靠01010或10101五位编码就可以确定脉冲发生，这样五位的编码已经能过滤掉大部分环境干扰，且五位编码时间跨度较小，不至于在快速运动时与其他信标发生耦合干扰。

附图说明

图1是流水灯式信标快速识别系统的原理框图。

图2是四种不同的脉冲发送方式示意图。

图3是6个信标的正单脉冲信标系统示意图。

图4是6个信标的负双脉冲信标系统示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，结合附图，对本发明的技术方案进行进一步具体的说明。