一种三维空间跟踪定位系统及方法与流程

文档序号:12655043阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种三维空间跟踪定位系统,其特征在于,所述系统包括:图像获取单元、固定设置在目标定位室内的二维编码显示单元、以及,与所述图像获取单元通信连接的三维空间位置获取单元;

所述图像获取单元用于实时获取所述目标定位室的室内图像,并将所述室内图像发送至所述三维空间位置获取单元;

所述二位编码显示单元用于显示二维编码图像;

所述三维空间位置获取单元用于识别所述室内图像,并在确定所述室内图像中包含所述二维编码图像时,根据该二维编码图像获取所述图像获取单元当前对应在目标定位室内的三维空间位置信息。

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述三维空间位置获取单元包括:图像识别子单元和图像位置生成子单元;

所述图像识别子单元用于接收所述图像获取单元发送的室内图像,并在识别所述室内图像中是否包含有完整或部分的所述二维编码图像时,将包含有该二维编码图像的室内图像发送至所述图像位置生成子单元;

所述图像位置生成子单元用于根据接收的室内图像中的所述二维编码图像,获取所述图像获取单元当前对应在目标定位室内的三维空间位置信息。

3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:惯性测量单元,且所述惯性测量单元与图像获取单元均设置在虚拟现实设备上,且所述惯性测量单元与所述三维空间位置获取单元通信连接;

所述惯性测量单元用于对所述虚拟现实设备的运动轨迹和方向进行检测,并将检测结果发送至所述三维空间位置获取单元。

4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述三维空间位置获取单元还包括:传感位置生成子单元和三维空间位置发送子单元;

所述传感位置生成子单元用于接收所述惯性测量单元发送的所述检测结果,并根据所述检测结果获取所述虚拟现实设备当前对应在目标定位室内的三维空间位置信息;

所述三维空间位置发送子单元用于将所述图像位置生成子单元和所述传感位置生成子单元分别生成的三维空间位置信息按时间顺序进行汇总,得到所述虚拟现实设备当前对应在目标定位室内的三维空间位置汇总信息,并将所述三维空间位置汇总信息发送至所述虚拟现实设备或外部显示设备进行显示。

5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述二位编码显示单元为印设有所述二维编码图像的纸板,且该纸板设置在所述目标定位室的天花板上;

所述二维编码图像由N*N个单元格组成,且N为大于或等于5的整数;

其中,不同的所述二维编码图像中相同位置的单元格组的组成形式不同,所述单元格组由X*Y个单元格组成,且4≤X<N,4≤Y<N。

6.一种三维空间跟踪定位方法,其特征在于,所述方法包括:

实时获取虚拟现实设备的图像获取单元拍摄的当前目标定位室的室内图像;

识别所述室内图像,并在确定室内图像中包含所述二维编码图像时,对所述二维编码图像进行定位和方向检测;其中,所述二维编码图像由N*N个单元格组成,且N为大于或等于5的整数,不同的所述二维编码图像中相同位置的单元格组的组成形式不同;

以及,根据所述二维编码图像的定位和方向检测的结果确定所述图像获取单元当前对应在目标定位室内的三维空间位置信息。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

根据设置在所述虚拟现实设备的惯性测量单元对所述虚拟现实设备的运动轨迹和方向进行检测,并根据所述惯性测量单元的检测结果获取所述虚拟现实设备当前对应在目标定位室内的三维空间位置信息;

在经识别确定所述室内图像中包含所述二维编码图像时,将所述图像获取单元的测量误差值调至第一阈值以下,并将所述惯性测量单元的测量误差值调至第二阈值以上,且所述第一阈值小于第二阈值;

以及,在经识别确定所述室内图像未包含所述二维编码图像时,将所述图像获取单元的测量误差值调至第二阈值以上,并将所述惯性测量单元的测量误差值调至第第一阈值以下。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

将分别由所述二维编码图像以及所述惯性测量单元获取的三维空间位置信息按时间顺序进行汇总,得到所述虚拟现实设备当前对应在目标定位室内的三维空间位置汇总信息;

以及,将所述三维空间位置汇总信息发送至所述虚拟现实设备或外部显示设备进行显示。

9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述在确定室内图像中包含所述二维编码图像时,对所述二维编码图像进行定位和方向检测,包括:

在识别到某一室内图像中包含所述二维编码图像时,获取所述二维编码图像的单元格组,其中,所述单元格组由X*Y个单元格组成,且4≤X<N,4≤Y<N;

根据所述二位编码图案的所述单元格组中的单元格分布状态,确定所述二位编码图案的三维空间位置信息;

以及,根据所述图像获取单元的内置参数和所述二位编码图案的三维空间位置信息,确定所述图像获取单元当前对应在目标定位室内的三维空间位置信息。

10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据惯性测量单元对所述虚拟现实设备的运动轨迹和方向进行检测,包括:

根据惯性测量单元及扩展卡尔曼滤波器对所述虚拟现实设备的运动轨迹和方向进行检测及外部信号矫正。

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