一种多目标定位方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多目标定位方法和系统，所有待定位目标在一个空间范围内运动，该方法包括：在每个待定位目标上设置红外光源；根据预先设定的采样频率，控制每个待定位目标上的红外光源轮流明灭；根据预先设定的采样频率，采集待定位目标所在空间的红外灰度图像；分别在每个采集的红外灰度图像中定位出一个待定位目标。利用红外光源定位，不易受环境干扰，提高了定位的准确率，不需要在待定位目标上设置RGB光源，也不需要采集彩色图像，降低了硬件成本；通过控制红外光源轮流明灭，使采集的每一幅红外灰度图像中有且仅有一个红外光源，容易区分每一个待定位目标，并且基于灰度的图像处理可以减少传输的数据量，很大程度的提高处理速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及目标定位
，特别涉及一种多目标定位方法和系统。
技术介绍
在一些应用场景中，需要对在一个空间范围内运动的多个目标进行定位。例如在虚拟现实体验的过程中，用户需要与虚拟现实环境进行交互，通常的方式为用户双手各持一个手柄光球，通过对光球的定位追踪用户手部的动作，从而实现与虚拟现实环境的交互。目前，通常采用RGB光源结合红外光源的对待定位目标进行追踪定位，红外光源被用来定位目标的位置，而RGB光源可以通过RGB分量组合出不同的颜色来区分各个目标。这种实现方式在采集图像时，每个相机需要两个CMOS来分别获取红外图像和彩色图像，增加了相机的制作成本。而且通常需要对待定位目标的组合颜色预先矫正和配置，才能根据HSV(Hue，Saturation,，Value；色调，饱和度，明度)分量中的H来对个目标进行准确区分，但RGB光源的供电电压以及环境的背景色都会影响定位的准确率。
技术实现思路
为了解决现有的RGB光源结合红外光源定位多目标易受环境背景色干扰的问题，提高定位准确率，并降低硬件成本，本专利技术提供了一种多目标定位方法和系统。依据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种多目标定位方法，所有待定位目标在一个空间范围内运动，所述方法包括：在每个待定位目标上设置红外光源；根据预先设定的采样频率，控制每个待定位目标上的红外光源轮流明灭；根据预先设定的采样频率，采集待定位目标所在空间的红外灰度图像；分别在每个采集的红外灰度图像中定位出一个待定位目标。其中，所述根据预先设定的采样频率，控制每个待定位目标上的红外光源轮流明灭，具体包括：向设置在每个待定位目标上的红外光源传输周期性的供电信号，所述供电信号的每个周期被划分成若干个等长的时间段，所述时间段的数量等于待定位目标的数量；对每个待定位目标进行编号，在所述供电信号的每个周期内的每一个所述时间段中，根据预先设定的采样频率依次控制对应编号的待定位目标上的红外光源处于点亮状态，其他待定位目标上的红外光源处于暗灭状态。其中，根据预先设定的采样频率，采集待定位目标所在空间的红外灰度图像，具体为：在所述供电信号的每个周期内的每一个所述时间段中，根据预先设定的采样频率采集一次待定位目标所在空间的红外灰度图像。其中，所述方法应用于虚拟现实系统中的手柄光球的定位。依据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种多目标定位系统，所有待定位目标在一个空间范围内运动，所述系统包括设置在每个待定位目标上的红外光源，以及明灭控制单元、图像采集单元和定位单元；所述明灭控制单元，用于根据预先设定的采样频率，控制每个待定位目标上的红外光源轮流明灭；所述图像采集单元，用于根据预先设定的采样频率，采集待定位目标所在空间的红外灰度图像；所述定位单元，用于分别在每个采集的红外灰度图像中定位出一个待定位目标。其中，所述明灭控制单元具体用于：向设置在每个待定位目标上的红外光源传输周期性的供电信号，所述供电信号的每个周期划分成若干个等长的时间段，所述时间段的数量等于待定
位目标的数量；对待定位目标进行编号，在所述供电信号的每个周期内的每一个所述时间段中，根据预先设定的采样频率依次控制对应编号的待定位目标上的红外光源处于点亮状态，其他待定位目标上的红外光源处于暗灭状态。其中，所述图像采集单元具体用于：在所述供电信号的每个周期内的每一个所述时间段中，根据预先设定的采样频率采集一次待定位目标所在空间的红外灰度图像。其中，所述系统应用于虚拟现实系统中的手柄光球的定位。本专利技术实施例的有益效果是：利用红外光源进行定位，不易受环境干扰，提高了定位的准确率，不需要在待定位目标上设置RGB光源，也不需要采集彩色图像，降低了硬件成本；通过控制红外光源轮流明灭，使采集的每一幅红外灰度图像中有且仅有一个红外光源，容易区分每一个待定位目标，并且基于灰度的图像处理可以减少传输的数据量，很大程度的提高处理速度。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种多目标定位方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种红外光源的周期性供电信号的示意图；图3(a)和图3(b)为本专利技术实施例提供的对每个采集的红外灰度图像分别定位出一个待定位目标的结果图；图4为本专利技术实施例提供的一种多目标定位系统的结构示意图。具体实施方式本专利技术的设计构思是：在待定位目标上设置红外光源，利用红外光源的轮流明灭来实现对待定位目标的定位，相比于使用RGB光源结合红外光源定位的方式，可以降低硬件的成本，提高定位的准确率，同时降低了图像的采样数据量，可以很大程度的提高运算速度。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发
明实施方式作进一步地详细描述。图1为本专利技术实施例提供的多目标定位方法的流程图。如图1所示，本专利技术实施例提供的多目标定位方法包括：步骤S110：在每个待定位目标上设置红外光源。步骤S120：根据预先设定的采样频率，控制每个待定位目标上的红外光源轮流明灭。步骤S130：根据预先设定的采样频率，采集待定位目标所在空间的红外灰度图像；步骤S140：分别在每个采集的红外灰度图像中定位出一个待定位目标。如果在待定位目标上设置可见光源，通过可见光源的颜色来区分个待定位目标，环境中可能会存在与可见光源类似颜色的干扰物，造成定位错误。因此本专利技术提供的定位方法在每个待定位目标上设置红外光源，再通过红外摄像头等设备采集图像，由于红外摄像头本身会屏蔽大部分的可见光信息，因此在采集的图像中红外光源会格外明显，除非环境中另有红外光源干扰，否则几乎不可能出现误判的情形，提高了定位的准确率。通过设置在待定位目标上的红外光源可以确定待定位目标的位置，但是多个待定位目标在同一个空间范围内运动，对该空间采集的一幅图像中会有多个待定位目标，因此需要对每个目标进行区分。在本专利技术的实施例中，预先设定了一个采样频率，红外摄像头等设备会根据这个频率采集整个空间的图像。控制每一个待定位目标上的红外光源轮流明灭，使得同一时刻只有一个红外光源处于点亮状态，红外摄像头等设备根据采样频率采集的每一幅图像中仅有一个红外光源，这样就完成了对每一个待定位目标的区分。整个定位过程仅利用红外光源，不需要在的定位目标上设置RGB光源，也不需要采集彩色图像，降低了硬件成本。在本专利技术的一个优选实施例中，步骤S120中“控制每个待定位目标上的红外光源轮流明灭”具体包括：向设置在每个待定位目标上的红外光源传输周期性的供电信号，当供电信号为高电平时，该红外光源处于点亮状态；
当供电信号为低电平时，该红外光源处于暗灭状态。将供电信号的每一个周期根据待定位目标的数量划分成若干个等长的时间段，对于一个红外光源，供电信号的一个周期中仅有一个时间段是高电平，其余时间段都是低电平，而每一个红外光源的供电信号中的高电平刚好处于不同的时间段，确保了在一个周期中，有且仅有一个红外光源处于点亮状态。可以对待定位目标进行编号，使编号为n的待定位目标上的红外光源在供电信号的每一个周期的第n个时间段点亮，控制红外摄像头等设备采集图像的频率与该供电信号同步，即在供电信号的每个周期内的每一个时间段中，采集一次待定位目标所在空间的红外灰度图像，从一个周期内采集的第n幅图像中就可以定位出编号为n的待定位目标。图2为本专利技术实施例提供的一种多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多目标定位方法，所有待定位目标在一个空间范围内运动，其特征在于，所述方法包括：在每个待定位目标上设置红外光源；根据预先设定的采样频率，控制每个待定位目标上的红外光源轮流明灭；根据预先设定的采样频率，采集待定位目标所在空间的红外灰度图像；分别在每个采集的红外灰度图像中定位出一个待定位目标。

【技术特征摘要】
1.一种多目标定位方法，所有待定位目标在一个空间范围内运动，其特征在于，所述方法包括：在每个待定位目标上设置红外光源；根据预先设定的采样频率，控制每个待定位目标上的红外光源轮流明灭；根据预先设定的采样频率，采集待定位目标所在空间的红外灰度图像；分别在每个采集的红外灰度图像中定位出一个待定位目标。2.如权利要求1所述的多目标定位方法，其特征在于，所述根据预先设定的采样频率，控制每个待定位目标上的红外光源轮流明灭，具体包括：向设置在每个待定位目标上的红外光源传输周期性的供电信号，所述供电信号的每个周期被划分成若干个等长的时间段，所述时间段的数量等于待定位目标的数量；对每个待定位目标进行编号，在所述供电信号的每个周期内的每一个所述时间段中，根据预先设定的采样频率依次控制对应编号的待定位目标上的红外光源处于点亮状态，其他待定位目标上的红外光源处于暗灭状态。3.如权利要求2所述的多目标定位方法，其特征在于，所述根据预先设定的采样频率，采集待定位目标所在空间的红外灰度图像，具体为：在所述供电信号的每个周期内的每一个所述时间段中，根据预先设定的采样频率采集一次待定位目标所在空间的红外灰度图像。4.如权利要求1-3任一项所述的多目标定位方法，其特征在于，所述方法应用于虚拟现实系统中的手柄光球的定位。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：王振杰，
申请(专利权)人：北京小鸟看看科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11