一种Marker信息编码的捕捉识别系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种Marker信息编码的捕捉识别系统及方法，属于机器视觉技术领域，解决了现有技术中不支持二维信息编码运动跟踪，以及光照不足时，二维信息编码识别效率不高的问题。该Marker信息编码的捕捉识别系统包括透明纳米膜、第一红外摄像机和第二红外摄像机。基于该系统的捕捉识别方法包括获取Marker信息编码步骤、基准搜索步骤、计算Marker信息编码步骤和确定场景步骤。不仅可以捕捉识别静态地Marker信息编码的基准信息，还可以捕捉识别动态地Marker信息编码的基准信息、方向位移、速度、加速度、旋转速度和旋转加速度信息。本发明专利技术用于捕捉识别Marker信息编码。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器视觉
，具体而言，涉及一种Marker信息编码的捕捉识别系统及方法。
技术介绍
随着网络的完善、智能终端的普及以及物联网的兴起，互联网时代已然来临。互联网时代的交互环境决定了人类未来信息社会“数字化生活”的方式。目前，基准跟踪是建立交互环境最流行的方法之一，二维码就是最常见的例子。二维码是将文字、符号等信息换算成二进制的几何形体，并生成一个矩阵图。在现代商业活动中，可实现的应用十分广泛，如：产品防伪、广告推送、网站链接、数据下载、商品交易、信息传递等。高速发展的信息技术促进了交互环境的变革，交互环境除了我们常见的桌面交互，还包括虚拟现实(VirtualReality，简称VR)、增强现实(AugmentedReality，简称AR)以及混合现实(Mixreality，简称MR)等计算机图形学技术。其中，虚拟现实作为未来互联网的入口和交互环境，Facebook、苹果、三星、索尼等世界的科技巨头公司，都已经全力进行VR领域投资与研发，对中国来说，具有巨大的发展潜力与空间。尽管虚拟现实、混合现实以及增强现实系统大多数采用类似手持视频的三维基准跟踪系统，但是，就现阶段来说，投资成本高、普及率低，而二维跟踪系统的普及和应用范围更广，特别是对于可触式桌面界面。现有的交互环境下的图形码识别技术，不支持多个图形码同时识别，也不支持二维码的运动跟踪，使用范围受到限制，在光照不足的情况下，图形码识别效率不高，导致无法满足多种实用场景的需求，更无法应用于AR、VR和MR领域。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种Marker信息编码的捕捉识别系统及方法，能够支持Marker信息编码的运动跟踪，支持多个Marker信息编码的识别，解决光照不足导致的识别率下降的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种Marker信息编码的捕捉识别系统，包括透明纳米膜、第一红外摄像机和第二红外摄像机；所述透明纳米膜平铺在所述第一红外摄像机和所述第二红外摄像机上方，用于承载Marker信息编码；所述第一红外摄像机发射的红外线透过所述透明纳米膜，经所述Marker信息编码反射，再次透过所述透明纳米膜，由所述第二红外摄像机捕捉。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述第一红外摄像机和所述第二红外摄像机的镜头互相相对倾斜。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述透明纳米膜位于所述第一红外摄像机和所述第二红外摄像机的图像捕捉范围之内，所述捕捉包括Marker信息编码静态捕捉和Marker信息编码动态跟踪。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括处理器；所述处理器用于接收所述第一红外摄像机和所述第二红外摄像机捕捉的Marker信息编码，计算出Marker信息编码的信息。第二方面，本专利技术实施例还提供一种基于Marker信息编码的捕捉识别系统的捕捉识别方法，包括：获取Marker信息编码步骤，获取所述第二红外摄像机接收的Marker信息编码；基准搜索步骤，寻找Marker信息编码中心点，以Marker信息编码中心点为基准，判断中心点周围的不规则形状的信息；计算Marker信息编码步骤，处理器根据所述不规则形状的信息，计算出不等长的二进制数，所述不等长的二进制数代表场景信息；确定场景步骤，依据传来的二进制指令确定场景信息。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括：跟踪步骤，对于运动中的Marker信息编码，识别Marker信息编码的方向位移、速度、加速度、旋转速度和旋转加速度信息。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述跟踪步骤中：识别所述方向位移的方法为，Marker信息编码在运动过程中相对坐标的变化，所述相对坐标是Marker信息编码在距坐标原点的位置与所述透明纳米膜的比值；识别所述速度的方法为，在单位时间内，水平方向的速度为水平方向变化的坐标与所述透明纳米膜的宽度的比值，垂直方向的速度为垂直方向变化的坐标与所述透明纳米膜的高度的比值；识别所述加速度的方法为，在单位时间内，当前时刻Marker信息编码的运动速度与上一时刻运动速度的比值；识别所述旋转速度的方法为，在单位时间内，当前时刻Marker信息编码的旋转角度与上一时刻旋转角度之差与两倍圆周率的比值；识别所述旋转加速度的方法为，在单位时间内，当前时刻Marker信息编码的旋转速度与上一时刻旋转速度的比值。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述基准搜索步骤中包括：排除干扰步骤，所述红外摄像机在捕捉到的Marker信息编码中寻找带有拓扑结构的区域，所有具有拓扑特性的区域都被视为基准候选，然后对所述基准候选进行基准识别处理，通过排除Marker信息编码中心点周围区域的比特编码点的数量与基准信息比特大小不一致的基准候选，和排除与比特编码的点有无效角度关系的基准候选，最终确定基准。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，对于位于所述Marker信息编码中心点周围的圆点，所述处理器按照顺时针排列的顺序整理这些圆点，解码每个基准的基准信息。本专利技术带来了以下有益效果：本专利技术提供的Marker信息编码的捕捉识别系统中，通过第一红外摄像机发射的红外线透过所述透明纳米膜，经所述Marker信息编码反射，再次透过所述透明纳米膜，由所述第二红外摄像机捕捉，使Marker信息编码即使在光照不足的情况下也能被清晰地捕捉和识别，识别效率高，可以满足多种实用场景的需求。系统不但可以捕捉识别多个Marker信息编码，而且可以捕捉识别不同样式、不同尺寸的Marker信息编码，识别信息内容多，适应能力强，处理速度快。透明纳米膜平铺在红外摄像机正上方，具有透光率高，低散射等优点，能够透过的足够多的红外线，为Marker信息编码的捕捉识别提供了有利条件。本专利技术提供的Marker信息编码的捕捉识别方法中，包括获取Marker信息编码步骤、基准搜索步骤，计算Marker信息编码步骤和确定场景步骤，不仅可以捕捉识别静态地Marker信息编码，还可以跟踪识别动态地Marker信息编码，能够应用到虚拟现实系统，拓展了使用范围和应用领域，相比于三维基准跟踪系统，成本较低。跟踪识别动态地Marker信息编码时，除了能够获取Marker信息编码的基准信息，还能够识别Marker信息编码的方向位移、速度、加速度、旋转速度和旋转加速度信息，识别能力强，综合性能更完善。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Marker信息编码的捕捉识别系统，其特征在于，包括透明纳米膜、第一红外摄像机和第二红外摄像机；所述透明纳米膜平铺在所述第一红外摄像机和所述第二红外摄像机上方，用于承载Marker信息编码；所述第一红外摄像机发射的红外线透过所述透明纳米膜，经所述Marker信息编码反射，再次透过所述透明纳米膜，由所述第二红外摄像机捕捉。

【技术特征摘要】
1.一种Marker信息编码的捕捉识别系统，其特征在于，包括透明纳米膜、第一红外摄像机和第二红外摄像机；所述透明纳米膜平铺在所述第一红外摄像机和所述第二红外摄像机上方，用于承载Marker信息编码；所述第一红外摄像机发射的红外线透过所述透明纳米膜，经所述Marker信息编码反射，再次透过所述透明纳米膜，由所述第二红外摄像机捕捉。2.如权利要求1所述的Marker信息编码的捕捉识别系统，其特征在于，所述第一红外摄像机和所述第二红外摄像机的镜头互相相对倾斜。3.如权利要求1所述的Marker信息编码的捕捉识别系统，其特征在于，所述透明纳米膜位于所述第一红外摄像机和所述第二红外摄像机的图像捕捉范围之内。4.如权利要求1所述的Marker信息编码的捕捉识别系统，其特征在于，还包括处理器；所述处理器用于接收所述第一红外摄像机和所述第二红外摄像机捕捉的Marker信息编码，计算出Marker信息编码的信息。5.一种如权利要求1至4所述的Marker信息编码的捕捉识别系统的捕捉识别方法，其特征在于，包括：获取Marker信息编码步骤，获取所述第二红外摄像机接收的Marker信息编码；基准搜索步骤，寻找Marker信息编码中心点，以Marker信息编码中心点为基准，判断中心点周围的不规则形状的信息；计算Marker信息编码步骤，处理器根据所述不规则形状的信息，计算出不等长的二进制数，所述不等长的二进制数代表场景信息；确定场景步骤，依据传来的二进制指令确定场景信息。6.如权利要求5所述的捕捉识别方法，其特征在于，还包括：跟踪步骤，对于运动中的Marker信息编码，识别Marker信息编码的方向位移、速度、加速...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫宏伟，侯雪君，任洪壮，乔东飞，
申请(专利权)人：讯飞幻境北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11