[发明专利]光学惯性跟踪运动物体的方法和系统

权利要求书

1.一种光学惯性跟踪可移动物体的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)通过多个标记提供IR光的发射；

(b)从物理上被连接到所述可移动物体的光学传感器读取图片，并通过第一数据处理装置在被读取的图片中检测满足预定条件的像素；

(c)基于检测到的像素检测标记斑点，并通过所述第一数据处理装置确定所述标记斑点的参数；

(d)通过所述第一数据处理装置从物理上被连接到所述可移动物体的至少一个惯性传感器读取数据；

(e)通过所述第一数据处理装置生成包括所述标记斑点的参数和所述至少一个惯性传感器的数据的合并数据流，并通过第一通信装置向第二通信装置传输所述合并数据流；

(f)通过所述第二通信装置接收所述合并数据流，并通过第二数据处理装置基于所述合并数据流确定在所述可移动物体的运动区域的坐标系中的跟踪器定位数据；

(g)通过所述第二数据处理装置基于所述跟踪器定位数据来验证跟踪器运动路径的数学模型；

(h)通过所述第二数据处理装置基于所述跟踪器运动路径的经验证的数学模型将所述跟踪器定位数据外推到外推层位上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中从所述光学传感器读取的所述图片是从所述光学传感器的一部分读取的，其尺寸小于所述光学传感器的整个帧尺寸。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，要读取的光学传感器部分是跟踪窗口。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(b)中的所述预定条件包括所述像素的亮度的阈值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预定条件包括与所述像素的聚合有关的要求。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在结束从所述光学传感器读取所述图片之前，开始检测步骤(b)中满足所述预定条件的像素。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)由FPGA执行。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(c)中的每个所述标记斑点的参数包括所述标记斑点的中心在所述光学传感器的帧的坐标系中的坐标、有效半径和加权亮度。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述标记的中心的坐标以亚像素精度被确定。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述标记斑点的参数包括指示适当的帧被捕获时的时间点的时间戳。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)由微控制器执行。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(d)中的所述惯性传感器是陀螺仪。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(d)中的所述惯性传感器是加速度计。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中从所述惯性传感器读取的数据包括指示所述数据被读取时的时间点的时间戳。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(e)中生成的所述合并数据流包括多个跟踪器的数据。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，步骤(f)中的所述合并数据流被分成多个合并数据流，所述合并数据流的数量对应于所述跟踪器的数量。

17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一数据处理装置和所述第一通信装置位于所述跟踪器中，并且所述第二数据处理装置和所述第二通信装置位于主机中。