用于追踪移动的偏振追踪器系统和方法
【技术领域】
[0001]此处描述的示例性实施例一般涉及移动追踪系统，并更具体地涉及追踪对象相对于平台的移动。
【背景技术】
[0002]存在其中期望知道对象相对于另一对象的移动的许多情况。已知的追踪器技术包括惯性、磁性、超声和基于摄像机的光学系统。然而，这些方法已经主要被开发用于头戴式显示器(HWD)，例如军用头盔，并趋向于是昂贵的、过于笨重的，并可能具有等待时间问题。
[0003]移动追踪器技术的一个已知使用涉及航空工业。由于诸如飞机之类的交通工具(vehicle)的操作变得更复杂，优选的是交通工具操作者(例如，飞行机务人员)是专心的，并以及时的方式接收信息以确保恰当的操作。用于提供信息的一个方法是近眼(NTE)显示系统。头部追踪器技术是头戴式或NTE显示器、系统的关键方面，尤其当期望提供以紧密NTE形状因子的保形(conformal)平视显示器(HUD)的功能性时。NTE显示系统是HWD系统的类型，其使用例如眼镜、面甲(visor)、头盔或帽子来在一只或两只眼睛前方放置显示器。通常，NTE显示器是半透明的，包括例如具有准直光学器件和微显示器(诸如，液晶显示器(IXD)、硅上液晶(LCoS)显示器或有机发光二极管(OLED)显示器)的光学组合器元件，因此在NTE显示器上呈现给用户的信息可以被叠加在可视场景上。例如，NTE显示器可以提供交通工具外的场景的表示视图，以供交通工具的操作者使用，甚至在拙劣可见度的条件下，诸如厚雾的条件。
[0004]因此，合期望的是提供用于追踪对象的移动的系统和方法，其允许简单、小型且轻重量的追踪组装。此外，示例性实施例的其它合期望的特征和特性将从结合附图和前述技术领域及【背景技术】的后续【具体实施方式】和随附权利要求变得显而易见。
【发明内容】
[0005]提供了一种用于追踪对象相对于平台的移动的系统和方法。
[0006]在示例性实施例中，一种用于追踪对象相对于平台的移动的方法包括从多个发射器传输偏振(polarized)电磁福射，所述发射器附于对象和平台之一，所述对象被配置成指向相对于平台的多个方向中的至少一个；由附于对象和平台中的另一个的多个偏振检测器接收偏振电磁辐射；测量由多个偏振检测器接收到的偏振电磁辐射的偏振电磁辐射水平；以及分析所接收到的偏振电磁辐射水平以确定所述对象相对于平台所指向的至少一个方向。
[0007]在另一个示例性实施例中，一种移动追踪系统包括第一对象；第二对象；附于第一对象和第二对象中的一个的多个发射器；附于第一对象和第二对象中的另一个的多个检测器；以及处理器，其耦合到发射器和检测器且被配置成指示发射器传输偏振电磁辐射；从检测器接收指示由检测器所接收到的偏振电磁辐射的数据；以及分析所述数据以确定第一对象相对于第二对象所指向的至少一个方向。
【附图说明】
[0008]后文将结合下述附图各图来描述本发明，其中同样的标号指代同样的元件，并且图1是根据此处描述的示例性实施例的用于显示信息的头戴式系统；
图2是根据此处描述的示例性实施例的适用于在航空器中使用的显示系统的框图；
图3是根据示例性实施例的用于发射偏振电磁辐射的三个发射器和用于接收偏振电磁辐射的三个检测器的示图；
图4是根据另一个示例性实施例的两个偏振检测器和两个多轴偏振发射器组装的示图；
图5是根据又一个示例性实施例的用于接收偏振电磁辐射的检测器阵列；并且图6是根据示例性实施例的适合于与图1的显示系统一起使用的示例性方法的流程图。
【具体实施方式】
[0009]下述【具体实施方式】本质上仅仅是说明性的而非意在限制主题或本申请的实施例和这样的实施例的使用。此处描述为示例性的任何实现方式不一定被解释为对于其它实现方式是优选的或有利的，除非这样陈述。此外，并无意图由前述技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或下述【具体实施方式】中呈现的任何明确或暗含的理论来进行界定。
[0010]还应当注意的是，图1-6仅仅是说明性的，并可以不按比例绘制。此外，包括X、y和z轴和/或方向的笛卡尔坐标系被示出以阐明根据各种实施例的组件的相对位置和/或定向。然而，该坐标系仅意图在于有助于解释本发明的各种方面，并不应被解释为限制的。
[0011]本领域技术人员将认识到，结合此处公开的实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或二者的组合。一些实施例和实现方式在功能和/或逻辑块组件(或模块)及各种处理步骤方面被描述。然而，应认识到的是，这样的块组件(或模块)可以由被配置成执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件组件来实现。为了清楚地说明硬件和软件的该可互换性，各种说明性组件、块、模块、电路和步骤一般在其功能性方面被描述。这样的功能性被实现为硬件还是软件取决于特定应用和施加在整体系统上的设计约束。技术人员可以针对每个特定应用以变化的方式实现所述功能性，但是这样的实现决策不应被解释为使得背离本发明的范围。例如，系统或组件的实施例可以采用各种集成电路组件，例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可以在一个或多个微处理器或其它控制设备的控制下执行各种功能。此外，本领域技术人员将认识到此处所述的实施例仅仅是示例性实现方式。
[0012]结合此处公开的实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或被设计成执行此处描述的功能的其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是在替换方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核的一个或多个微处理器，或任何其它这样的配置。词语“示例性”此处排他性地用于意指“用作示例、实例或说明”。此处描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为对于其它实施例是优选的或有利的。
[0013]结合此处公开的实施例所描述的方法或算法的步骤可以直接体现在硬件中、在由处理器执行的软件模块中或者在二者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除盘、CD-ROM或本领域中已知的任何其它形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器，以使得处理器可以从存储介质读信息和向其写信息。在替换方案中，存储介质可以集成于处理器。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可以驻留为用户终端中的离散组件。任何上述设备是计算机可读存储介质的示例性、非限制性示例。
[0014]在本文档中，诸如第一和第二等之类的关系术语可以仅仅用于区分一个实体或动作与另一个实体或动作而不一定要求或暗指这样的实体或动作之间的任何实际的这样的关系或次序。诸如“第一”、“第二”、“第三”等之类的数字序数仅仅表明多个中的不同的单个，并不暗指任何次序或顺序，除非由权利要求的语言具体限定。任何权利要求中的文本的顺序并不暗指过程步骤必须以根据这样的顺序的时间或逻辑上的次序来执行，除非由权利要求的语言所具体限定。过程步骤可以在不背离本发明的范围的情况下以任何次序被互换，只要这样的互换不违背权利要求的语言并且不是逻辑上无意义的。
[0015]下述描述参考“耦合”在一起的元件或节点或特征。如此处使用的，除非另有明确陈述，否则“親合”意指一个元件/节点/特征直接或间接接合到另一个元件/节点/特征(或者直接或间接与其通信)，并不一定是机械地。因而，虽然附图可以描绘一个示例性元件布置，但在所描绘的主题的实施例中可以存在附加的居间元件、设备、特征或组件。此外，某些术语也可以在下述描述中仅用于参考目的，并因而不意图为限制性的。
[0016]此处描述的示例性实施例利用偏振来追踪第一对象相对于第二对象(用于示例，对象相对于平台)的定向和定位。该方法提供高准确度、非常低的等待时间(例如，亚毫秒)、缩减的形状因子、简化的安装、金属结构的耐性(tolerance)和降低的成本。示例性实施例包括向移动致动器提供移动的反馈，在飞行员所穿戴并基于飞行员的头部的移动的近眼显示器、诸如海轮中的显示器之类的显示系统、以及由非现场(off-site)控制器(例如地面控制器)使用的显示器上、基于用户的头部或可能地远程飞行员的头部的移动而显示包括符号和图形的信息，诸如保形图像。许多其它显示应用也可以受益于追踪能力。
[0017]—个示例性实施例使用三个偏振电磁辐射源和三个匹配的偏振检测器。如此处使用的，电磁辐射包括具有兼容的波长(例如，显著小于发射器与检测器之间的距离)的所发射的电磁辐射并包括例如可见光、紫外、近红外和红外的光谱。每个匹配的配对可以允许测量差动旋转(differential r