一种位置确定的方法及装置与流程

本发明实施例涉及光学追踪技术领域，尤其涉及一种位置确定的方法及装置。

背景技术：

位置确定和运动追踪技术的主要目的是实时追踪和反馈目标的位置和运动变化，得到目标的三维空间定位及其运动参数获取。目前，在人机交互领域比较常用的是惯性追踪技术和光学追踪技术。

惯性追踪技术，通过在目标上设置惯性测量单元，测量得到加速度、角速度等数据，使用数学工具解算获得目标的运动情况。优点是实现简单、抗干扰性强。缺点是不能全面地获取被追踪目标的运动特征，只能有限和局部地反映被追踪目标的运动特点。

光学追踪技术，通过对目标上特定光点的监视和跟踪来完成运动追踪的任务。理论上，对于空间的任意一个点，只要它能同时被两台摄像机所见，即可以确定这一时刻该点的空间位置。当摄像机以足够高的速率连续拍摄时，从图像序列中就可以得到该点的运动轨迹。通过数字化处理形成虚拟物体，然后通过三维空间标定，确定物体的空间位置。光学追踪技术的特点是能全面地反映物体的运动情况，精度高；缺点是实现较为困难，且追踪的范围较小，延迟较大。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种位置确定的方法及装置，用以提高确定目标物体的位置的速度，减少系统延迟。

本发明实施例提供的一种位置确定的方法，包括：

获取第一时间和第二时间，所述第一时间为光接收单元接收到光发射单元发出的第一扫描方向的第一偏振光的时间，所述第二时间为光接收单元接收到光发射单元发出的第二扫描方向的第二偏振光的时间；

根据所述第一时间、所述第二时间以及同步信号时间，确定所述光接收单元相对于所述光发射单元的偏移角度；

根据所述光接收单元相对于所述光发射单元的偏移角度，确定所述光接收单元的位置。

相应地，本发明实施例还提供了一种位置确定的装置，包括：

获取单元，用于获取第一时间和第二时间，所述第一时间为光接收单元接收到光发射单元发出的第一扫描方向的偏振光的时间，所述第二时间为光接收单元接收到光发射单元发出的第二扫描方向的偏振光的时间；

处理单元，用于根据所述第一时间、所述第二时间以及同步信号时间，确定所述光接收单元相对于所述光发射单元的偏移角度；以及根据所述光接收单元相对于所述光发射单元的偏移角度，确定所述光接收单元的位置。

本发明实施例表明，通过获取第一时间和第二时间，该第一时间为光接收单元接收到光发射单元发出的第一扫描方向的第一偏振光的时间，第二时间为光接收单元接收到光发射单元发出的第二扫描方向的第二偏振光的时间，根据第一时间、第二时间以及同步信号时间，确定光接收单元相对于光发射单元的偏移角度，根据光接收单元相对于光发射单元的偏移角度，确定光接收单元的位置。由于光发射单元可以同时发送两种不同扫描方向的不同的偏振光，可以使得光接收单元在同一时间周期内接收到的第一扫描方向的偏振光和第二扫描方向的偏振光不会产生混淆，有效的提高了目标物体位置确定的速度，减少了系统延迟。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种位置确定的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种激光发射单元的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种激光器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种位置确定的方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种位置确定的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于描述，在本发明实施例中，使用传感器单元表示光接收单元，使用激光发射单元表示光发射单元，本发明实施例仅是示例作用，对光接收单元和光发射单元不做具体限定，其它用于光接收和光发射的设置或装置都可应用于本发明实施例中。

图1示出了本发明实施例提供的一种位置确定的方法的流程，该流程可以由位置确定的装置执行，该装置可以位于处理器内，也可以是该处理器。

如图1所示，该流程具体步骤包括：

步骤101，获取第一时间和第二时间。

步骤102，根据所述第一时间、所述第二时间以及同步信号时间，确定所述传感器单元相对于所述激光发射单元的偏移角度。

步骤103，根据所述传感器单元相对于所述激光发射单元的偏移角度，确定所述传感器单元的位置。

在本发明实施例中，上述第一时间为传感器单元接收到激光发射单元发出的第一扫描方向的第一偏振光的时间，第二时间为传感器单元接收到激光发射单元发出的第二扫描方向的第二偏振光的时间。该第一扫描方向的第一偏振光和第二扫描方向的第二偏振光可以是由激光发射单元中的激光器发出的。

为了能够更好的描述激光发射单元发出的第一扫描方向的第一偏振光和第二扫描方向的第二偏振光，图2示例性的示出了一种激光发射单元的结构。如图2所示，该激光发射单元201包括红外LED发光阵列2011、第一激光器2012和第二激光器2013，该红外LED发光阵列2011用于发送同步信号，第一激光器2012可以发送第一扫描方向的第一偏振光，第二激光器2013可以发送第二扫描方向的第二偏振光。该第一激光器2012与第二激光器2013可以以转轴为中心进行360°旋转，其中，第一激光器2012和第二激光器2013的转轴是相互垂直的。该第一激光器2012和第二激光器2013可以按照设定转速旋转，发出第一扫描方向的第一偏振光和第二扫描方向的第二偏振光。优选地，该第一扫描方向可以为水平扫描方向，该第一激光器2012发出水平扫描方向的第一偏振光，可以发出360°旋转的水平扫描方向的第一偏振光，也可以发出设定角度的来回扫描的第一偏振光，比如设定90°。该第二扫描方向可以为垂直扫描方向，第二激光器2013可以发出垂直扫描方向的第二偏振光。上述第一激光器2012也可以是发出垂直扫描方向的第一偏振光，第二激光器2013可以发出水平扫描方向的第二偏振光。在本发明实施例中，“第一方向”“第二方向”仅是用来区别两个激光器同时发出的光是不同的扫描方向的，“第一偏振光”“第二偏振光”仅是用来区别两个激光器同时发出的偏振光不同。因此，两个激光器同时发出的光的扫描方向不同，偏振方向不同，扫描方向和偏振方向相互独立，互不影响。

为了使得激光器能够发出一个扫描方向的偏振光，本发明实施例在激光器上设置了偏振片。如图3所示，该激光器301包括转轴3011，发射孔3012以及位于激光器表面的偏振片3013。进一步地，上述第一激光器的表面覆盖有第一透振的偏振片，使得该第一激光器只能透射出第一扫描方向的第一偏振光，第二激光器的表面覆盖有第二透振的偏振片，使得该第二激光器只能透射出第二扫描方向的第二偏振光。

相应地，为了使得传感器单元可以接收到第一扫描方向的第一偏振光和第二扫描方向的第二偏振光，在传感器单元中接收第一扫描方向的第一偏振光的传感器的表面覆盖有第一透振的偏振片，仅供第一扫描方向的第一偏振光通过。在传感器单元中接收第二扫描方向的第二偏振光的传感器的表面覆盖有第二扫描方向透振的偏振片，仅供第二扫描方向的第二偏振光通过。使得传感器单元可以接收到第一扫描方向的第一偏振光和第二扫描方向的第二偏振光。在本发明实施例中传感器单元位于目标物体上。

在得到上述第一时间和第二时间之后，可以根据该第一时间、第二时间以及同步信号时间，确定传感器单元相对于激光发射单元的偏移角度，以用于驱动传感器单元的位置。具体的，该传感器单元相对于激光发射单元的偏移角度可以包括传感器单元相对于激光发射单元的第一扫描方向的偏移角度和传感器单元相对于激光发射单元的第二扫描方向的偏移角度。

为了清楚描述本发明实施例的实现过程，下面将以第一激光器为例描述传感器单元相对于激光发射单元的第一扫描方向的偏移角度。

如图4所示，在T1时刻中，激光发射单元201的红外LED发光阵列2011发出同步信号，由于红外LED发光阵列2011是面光源，因此传感器单元202可以即时收到该同步信号。红外LED发光阵列2011发出同步信号的同时，第一激光器2012发出第一扫描方向的第一偏振光。在T2时刻，传感器单元202接收到该第一偏振光，此时根据两者的时间差，以及该第一激光器2012的转速，就可以是得到传感器单元202相对于激光发射单元201的第一扫描方向的偏移角度

在根据第一时间、第二时间以及同步信号时间确定上述传感器单元相对于激光发射单元的偏移角度时，需要符合下述公式(1)和(2)：

其中，为传感器单元相对于激光发射单元的第一扫描方向的偏移角度，ω₁为激光发射单元中发出第一扫描方向的第一偏振光的激光器的转速，t₁为传感器单元接收到激光发射单元发出的第一扫描方向的第一偏振光的时间，t为同步信号时间；

其中，为传感器单元相对于激光发射单元的第二扫描方向的偏移角度，ω₂为激光发射单元中发出第二扫描方向的第二偏振光的激光器的转速，t₂为传感器单元接收到激光发射单元发出的第二扫描方向的第二偏振光的时间，t为同步信号时间。

为了使得传感器单元知道接收激光发射单元发出的第一扫描方向的第一偏振光和第二扫描方向的第二偏振光，在上述获取第一时间和第二时间之前，还需要周期性的控制激光发射单元发出同步信号，并记录同步信号时间，发出同步信号是为了通知传感器单元开始接收第一扫描方向的第一偏振光和第二扫描方向的第二偏振光。在激光发射单元发出同步信号的同时，还会同时发出第一扫描方向的第一偏振光和第二扫描方向的第二偏振光，由于本发明实施例可以同时发出第一扫描方向的第一偏振光和第二扫描方向的第二偏振光，而使得传感器单元接收第一扫描方向的第一偏振光和第二扫描方向的第二偏振光不会产生混淆，可以提高目标物体位置确定的速度。

优选地，为了能够精确到确定传感器单元的位置，上述激光发射单元单元可以有多个，通过传感器单元在同一个时间周期中接收到多个激光发射单元发出的第一扫描方向的第一偏振光和第二扫描方向的第二偏振光，可以确定出传感器单元相对于多个激光发射单元的偏移角度，然后通过该传感器单元相对于多个激光发射单元的偏移角度，就可以得到传感器单元的位置。

上述实施例表明，通过获取第一时间和第二时间，该第一时间为传感器单元接收到激光发射单元发出的第一扫描方向的第一偏振光的时间，第二时间为传感器单元接收到激光发射单元发出的第二扫描方向的第二偏振光的时间，根据第一时间、第二时间以及同步信号时间，确定传感器单元相对于激光发射单元的偏移角度，根据传感器单元相对于激光发射单元的偏移角度，确定传感器单元的位置。由于激光发射单元可以同时发送两种不同扫描方向的不同的偏振光，可以使得传感器单元在同一时间周期内接收到的第一扫描方向的第一偏振光和第二扫描方向的第二偏振光不会产生混淆，有效的提高了目标物体位置确定的速度，减少了系统延迟。

基于相同的技术构思，图5示出了本发明实施例提供的一种位置确定的装置的结构，该位置确定的装置可以执行位置确定的流程，该装置可以位于处理器内，也可以是该处理器。

如图5所示，该装置包括：

获取单元501，用于获取第一时间和第二时间，所述第一时间为传感器单元接收到激光发射单元发出的第一扫描方向的第一偏振光的时间，所述第二时间为传感器单元接收到激光发射单元发出的第二扫描方向的第二偏振光的时间；

处理单元502，用于根据所述第一时间、所述第二时间以及同步信号时间，确定所述传感器单元相对于所述激光发射单元的偏移角度；以及根据所述传感器单元相对于所述激光发射单元的偏移角度，确定所述传感器单元的位置。

优选地，所述处理单元502，还用于：

在所述获取第一时间和第二时间之前，周期性的控制所述激光发射单元发出同步信号，并记录同步信号时间。

优选地，所述处理单元502具体用于：

所述激光发射单元为多个；

根据所述传感器单元相对于多个所述激光发射单元的偏移角度，确定所述传感器单元的位置。

优选地，所述处理单元502具体用于：

所述传感器单元相对于激光发射单元的偏移角度包括第一扫描方向的偏移角度和第二扫描方向的偏移角度；

根据公式(1)和(2)确定传感器单元相对于激光发射单元的偏移角度：

其中，为传感器单元相对于激光发射单元的第一扫描方向的偏移角度，ω₁为激光发射单元中发出第一扫描方向的偏振光的激光器的转速，t₁为传感器单元接收到激光发射单元发出的第一扫描方向的偏振光的时间，t为同步信号时间；

其中，为传感器单元相对于激光发射单元的第二扫描方向的偏移角度，ω₂为激光发射单元中发出第二扫描方向的第二偏振光的激光器的转速，t₂为传感器单元接收到激光发射单元发出的第二扫描方向的第二偏振光的时间，t为同步信号时间。

优选地，所述激光发射单元中发出第一扫描方向的第一偏振光的激光器的表面覆盖有第一透振的偏振片；

所述激光发射单元中发出第二扫描方向的第二偏振光的激光器的表面覆盖有第二透振的偏振片；

所述传感器单元中接收第一扫描方向的第一偏振光的传感器的表面覆盖有第一透振的偏振片；

所述传感器单元中接收第二扫描方向的第二偏振光的传感器的表面覆盖有第二透振的偏振片。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。