[发明专利]一种用于五面LED-CAVE的光学跟踪定位系统

权利要求书

1.一种用于五面LED-CAVE的光学跟踪定位系统，其特征在于，包括五面LED-CAVE显示屏、光学跟踪计算机、光学跟踪相机以及目标标记设备；所述五面LED-CAVE显示屏由正幕、左幕、右幕、地幕以及顶幕合围组成；所述光学跟踪相机与光学跟踪计算机连接；所述目标标记设备佩戴在操作者身上，用于对操作者的身体部位进行标记；所述光学跟踪相机安装在五面LED-CAVE显示屏内，用于捕捉操作者佩戴的目标标记设备，获取操作者在空间中的位置信息；所述光学跟踪计算机用于对所述光学跟踪相机获取的操作者位置信息进行处理分析，并根据光学跟踪相机的姿态信息得到操作者在空间内的姿态信息，从而映射出虚拟场景中人物视角的位置，并在所述五面LED-CAVE显示屏上显示出与人物视角相对应的虚拟场景。

2.根据权利要求1所述的一种用于五面LED-CAVE的光学跟踪定位系统，其特征在于，所述光学跟踪相机包括4个主摄像头、2个辅助摄像头；所述主摄像头/辅助摄像头内部配置有低噪音CCD芯片以及对拍摄数据进行优化的FPGA芯片；所述光学跟踪相机还包括用于二维计算的内部PC机。

3.根据权利要求2所述的一种用于五面LED-CAVE的光学跟踪定位系统，其特征在于，所述主摄像头/辅助摄像头还配置有红外闪光灯。

4.根据权利要求2所述的一种用于五面LED-CAVE的光学跟踪定位系统，其特征在于，所述4个主摄像头分别设置在左幕的前上方、前下方以及右幕的前上方、前下方4个位置；所述2个辅助摄像头分别设置在所述顶幕的后方两侧。

5.根据权利要求4所述的一种用于五面LED-CAVE的光学跟踪定位系统，其特征在于，所述左幕的前上方、前下方以及右幕的前上方、前下方分别设有4个用于安装所述主摄像头的安装孔；所述安装孔为斜锥形安装孔。

6.根据权利要求4所述的一种用于五面LED-CAVE的光学跟踪定位系统，其特征在于，所述2个辅助摄像头通过云台安装在所述顶幕后方。

7.根据权利要求1所述的一种用于五面LED-CAVE的光学跟踪定位系统，其特征在于，所述目标标记设备包括3D眼镜套件、头戴式设备、操作手柄中的一种或多种；所述3D眼镜套件、头戴式设备、操作手柄上均设有定位反光球。

8.根据权利要求1所述的一种用于五面LED-CAVE的光学跟踪定位系统，其特征在于，所述光学跟踪计算机还设有同步卡，用于同步每个工作站渲染的虚拟现实画面。

9.一种基于权利要求1至8任一项所述的光学跟踪定位系统的跟踪定位方法，其特征在于，通过安装在五面LED-CAVE显示屏内的光学跟踪相机捕捉操作者佩戴的目标标记设备，获取操作者在空间内的位置信息；通过光学跟踪计算机获取光学跟踪相机6自由度的姿态信息，并根据光学跟踪相机的姿态信息计算得到操作者在空间内的姿态信息，最后结合操作者在空间内的位置信息和姿态信息映射出虚拟场景中人物视角的位置，并在所述五面LED-CAVE显示屏上显示出与人物视角相对应的虚拟场景。