追踪系统以及追踪方法技术方案

一种追踪系统包含可被追踪装置以及追踪装置。可被追踪装置具有三维形状，可被追踪装置包含第一指向感测器用以感测第一指向。追踪装置与可被追踪装置通信，追踪装置包含第二指向感测器、影像感测器以及处理电路。第二指向感测器用以感测第二指向。影像感测器用以获取影像。处理电路用以依据第一指向以及第二指向计算二维剪影，二维剪影对应可被追踪装置的该三维形状。利用二维剪影搜索影像感测器所获取的影像，以定位可被追踪装置在影像中的坐标。通过采用适当的搜索遮罩，使追踪装置定位上述可被追踪装置的准确性可以得到提升。

Tracking system and tracking method

A tracking system includes a traceability device and a tracking device. The traceable device has a three-dimensional shape, and the traceable device includes a first pointing sensor for sensing the first pointing. The tracking device communicates with the traceable device, which comprises a second pointing sensor, an image sensor and a processing circuit. Second pointing sensors for sensing second pointing. Image sensors are used to capture images. The processing circuit is used to calculate the two-dimensional silhouette according to the first and second directions. The two-dimensional silhouette corresponds to the three-dimensional shape of the traceable device. The two-dimensional silhouette is used to search the image acquired by the image sensor to locate the coordinates of the traceable device in the image. By using appropriate search mask, the accuracy of the tracking device in locating the traceable device can be improved.

【技术实现步骤摘要】
追踪系统以及追踪方法
本公开文件涉及追踪系统，更进一步而言，本公开文件涉及根据物件的剪影进行物件追踪的机制与其追踪系统。
技术介绍
近来虚拟现实的应用快速发展，推出了许多不同的应用方案，包含了高阶的系统(例如HTCVIVE、OculusRift)以及低成本的系统(例如googlecardboard)等，均可以用来提供使用者虚拟现实的体验。虚拟现实体验的其中一个重要功能，是允许使用者在虚拟的场景中自由移动，并且使用者所看见的视觉画面会相应地改变。为了达到上述功能，虚拟现实系统需要追踪使用者移动的机制。在高阶的系统上，有很多不同的方式可以精确地检测使用者的动作。然而，在低成本的系统上，并不容易检测或追踪使用者的移动。
技术实现思路
本公开文件的一实施例提供一种追踪系统包含可被追踪装置以及追踪装置。可被追踪装置具有一三维形状，可被追踪装置包含第一指向感测器用以感测该可被追踪装置的第一指向。追踪装置与可被追踪装置通信，追踪装置包含第二指向感测器、影像感测器以及处理电路。第二指向感测器用以感测该追踪装置的第二指向。影像感测器用以获取影像。处理电路耦接第二指向感测器以及影像感测器，处理电路用以依据第一指向以及第二指向计算二维剪影，二维剪影对应可被追踪装置的该三维形状。利用二维剪影搜索影像感测器所获取的影像，以定位可被追踪装置在影像中的坐标。于一实施例中，该处理电路进一步根据该可被追踪装置在该影像中的坐标用以追踪该可被追踪装置与该追踪装置之间的一空间关系。于一实施例中，其中该追踪装置包含一存储单元，该存储单元用以存储该可被追踪装置的一三维模型，且该处理电路计算该二维剪影是通过决定对应该第二指向的一参考平面；将该三维模型对齐该第一指向；以及，将该三维模型的一轮廓投影至该参考平面上以取得该二维剪影。于一实施例中，该追踪装置包含一存储单元，该存储单元用以存储一查找表，该查找表记录多个候选二维剪影，所述多个候选二维剪影对应该可被追踪装置的多个第一指向范围以及该追踪装置的多个第二指向范围，且该处理电路计算该二维剪影是通过借助将该可被追踪装置感测到的该第一指向及该追踪装置感测到的该第二指向分别与所述多个第一指向范围及所述多个第二指向范围进行比较，进而由该查找表的所述多个候选二维剪影中选择其中一者作为该二维剪影。于一实施例中，该查找表的建立是通过该影像感测器在所述多个第一指向范围及所述多个第二指向范围的多个不同组合的视角下，分别获取该可被追踪装置的多张参考影像，并且将该可被追踪装置在所述多张参考影像中的多个轮廓记录在该查找表中。于一实施例中，该追踪装置包含一存储单元，该存储单元用以存储K张查找表，该K张查找表各自记录多个候选二维剪影，所述多个候选二维剪影对应该可被追踪装置的多个第一指向范围以及该追踪装置的多个第二指向范围，且该处理电路用以依据该第一指向以及该第二指向并参考该K张查找表计算K个二维剪影，该K个二维剪影对应该可被追踪装置的该三维形状，K为大于一的正整数。于一实施例中，该处理电路进一步用以：将该影像感测器获取的该影像划分为K个分区；以及利用该K个二维剪影其中一个搜索该K个分区中相应的一个分区，以定位该可被追踪装置在该影像的其中一个分区中的坐标。于一实施例中，第一指向感测器或该第二指向感测器包含一惯性测量单元、一加速度计或一陀螺仪。于一实施例中，可被追踪装置包含一第一通信电路用以传送该可追踪装置的该第一指向至该追踪装置，该追踪装置包含一第二通信电路通信连接该第一通信电路，该第二通信电路用以接收该第一指向。于一实施例中，该第一通信电路或该第二通信电路包含一射频收发器电路、一区域通信电路或是一电信通信电路。本公开文件的一实施例提供一种追踪方法包含可被追踪装置以及追踪装置。可被追踪装置具有一三维形状，可被追踪装置包含第一指向感测器用以感测该可被追踪装置的第一指向。追踪装置与可被追踪装置通信，追踪装置包含第二指向感测器、影像感测器以及处理电路。第二指向感测器用以感测该追踪装置的第二指向。影像感测器用以获取影像。处理电路耦接第二指向感测器以及影像感测器，处理电路用以依据第一指向以及第二指向计算二维剪影，二维剪影对应可被追踪装置的该三维形状。利用二维剪影搜索影像感测器所获取的影像，以定位可被追踪装置在影像中的坐标。于一实施例中，追踪方法进一步包含：根据该可被追踪装置在该影像中的坐标用以追踪该可被追踪装置与该追踪装置之间的一空间关系。于一实施例中，该追踪装置包含一存储单元，该存储单元用以存储该可被追踪装置的一三维模型，计算该二维剪影的操作包含：决定对应该第二指向的一参考平面；将该三维模型对齐该第一指向；以及将该三维模型的一轮廓投影至该参考平面上以取得该二维剪影。于一实施例中，该追踪装置存储一查找表，该查找表记录多个候选二维剪影，所述多个候选二维剪影对应该可被追踪装置的多个第一指向范围以及该追踪装置的多个第二指向范围，且计算该二维剪影的操作包含：通过将该可被追踪装置感测到的该第一指向及该追踪装置感测到的该第二指向分别与所述多个第一指向范围及所述多个第二指向范围进行比较，进而由该查找表的所述多个候选二维剪影中选择其中一者作为该二维剪影。于一实施例中，该查找表的建立是通过该影像感测器在所述多个第一指向范围及所述多个第二指向范围的多个不同组合的视角下，分别获取该可被追踪装置的多张参考影像，并且将该可被追踪装置在所述多张参考影像中的多个轮廓记录在该查找表中。于一实施例中，该追踪装置存储K张查找表，该K张查找表各自记录多个候选二维剪影，所述多个候选二维剪影对应该可被追踪装置的多个第一指向范围以及该追踪装置的多个第二指向范围，且计算该二维剪影的操作包含：依据该第一指向以及该第二指向并参考该K张查找表计算K个二维剪影，该K个二维剪影对应该可被追踪装置的该三维形状，K为大于一的正整数。于一实施例中，利用该二维剪影搜索该影像感测器所获取的该影像的操作包含：将该影像感测器获取的该影像划分为K个分区；以及利用该K个二维剪影其中一个搜索该K个分区中相应的一个分区，以定位该可被追踪装置在该影像的其中一个分区中的坐标。须说明的是，上述说明以及后续详细描述是以实施例方式例示性说明本公开，并用以辅助本公开所请求的
技术实现思路
的解释与理解。附图说明为让本公开内容的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附上下列图示。须说明的是，基于实际需求，部分特征并不一定依照实际比例进行绘示。为了说明的简便，附图当中部分特征的尺寸可能依说明上的需求而增加或减少。说明书附图的说明如下：图1示出根据本公开文件一实施例中一种追踪系统的示意图；图2示出图1中的追踪系统的功能方框图；图3示出根据本公开文件的一实施例中一种追踪方法的方法流程图；图4A至图4D示出在多个例子中在相异的第一指向以及相异的第二指向的多个组合下所计算出来的不同的二维剪影的示意图；图5示出根据本公开文件的一实施例中影像感测器所获取的影像的示意图；图6示出根据本公开文件的一实施例中图3的其中一个操作的进一步细节操作的示意图；图7示出根据图6的实施例的细节操作所计算的二维剪影的示意图；图8示出根据本公开文件的另一实施例中图3的其中一个操作的进一步细节操作的示意图；图9示出对应图8的实施例所使用的查找表的示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种追踪系统，其特征在于，包含：一可被追踪装置，具有一三维形状，该可被追踪装置包含一第一指向感测器用以感测该可被追踪装置的一第一指向；一追踪装置，与该可被追踪装置通信，该追踪装置包含：一第二指向感测器，用以感测该追踪装置的一第二指向；一影像感测器，用以获取一影像；以及一处理电路，耦接该第二指向感测器以及该影像感测器，该处理电路用以：依据该第一指向以及该第二指向计算一二维剪影，该二维剪影对应该可被追踪装置的该三维形状；以及利用该二维剪影搜索该影像感测器所获取的该影像，以定位该可被追踪装置在该影像中的坐标。

【技术特征摘要】
2017.04.17 US 62/486,011;2018.04.13 US 15/952,2581.一种追踪系统，其特征在于，包含：一可被追踪装置，具有一三维形状，该可被追踪装置包含一第一指向感测器用以感测该可被追踪装置的一第一指向；一追踪装置，与该可被追踪装置通信，该追踪装置包含：一第二指向感测器，用以感测该追踪装置的一第二指向；一影像感测器，用以获取一影像；以及一处理电路，耦接该第二指向感测器以及该影像感测器，该处理电路用以：依据该第一指向以及该第二指向计算一二维剪影，该二维剪影对应该可被追踪装置的该三维形状；以及利用该二维剪影搜索该影像感测器所获取的该影像，以定位该可被追踪装置在该影像中的坐标。2.如权利要求1所述的追踪系统，其中该处理电路进一步根据该可被追踪装置在该影像中的坐标用以追踪该可被追踪装置与该追踪装置之间的一空间关系。3.如权利要求1所述的追踪系统，其中该追踪装置包含一存储单元，该存储单元用以存储该可被追踪装置的一三维模型，且该处理电路计算该二维剪影是通过：决定对应该第二指向的一参考平面；将该三维模型对齐该第一指向；以及将该三维模型的一轮廓投影至该参考平面上以取得该二维剪影。4.如权利要求1所述的追踪系统，其中该第一指向感测器或该第二指向感测器包含一惯性测量单元、一加速度计或一陀螺仪。5.如权利要求1所述的追踪系统，其中该可被追踪装置包含一第一通信电路用以传送该可被追踪装置的该第一指向至该追踪装置，该追踪装置包含一第二通信电路通信连接该第一通信电路，该第二通信电路用以接收该第一指向。6.如权利要求5所述的追踪系统，其中该第一通信电路或该第二通信电路包含一射频收发器电路、一区域通信电路或是一电信通信电路。7.一种追踪方法，其特征在于，该追踪方法适用于一追踪装置与具有一三维形状的一可被追踪装置之间，该追踪方法包含：由该可被追踪装置的一第一指向感测器感测该可被追踪装置的一第一指向；传送该可被追踪装置的该第一指向至该追踪装置；由该追踪装置的一第二指向感测器感测该追踪装置的一第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈远东，曾婕瑀，
申请(专利权)人：宏达国际电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71