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光学跟踪器 | 光学跟踪器是什么意思?

定义:光学式跟踪器使用光学感知来确定对象的实时位置和方向,光学跟踪器的测量与超声波跟踪器设备类似,基于三角测量。基于光学跟踪设备主要包括感光设备(接收器)、光源(发射器)以及用于信号处理的控制器。感光设备有多种形式,如光敏二极管、普通摄像机等。光源可以是环境光、结构光(如激光扫描)或脉冲光(如激光雷达)。为了防止可见光的干扰,通常采用红外线、激光作为光源。由于光的传播速度很快,因此光学式跟踪设备最显著的优点就是速度快。具有很高的更新率和较低的延迟。比较适合实时性要求高的场合,缺点是光源与接收器之间不能有任何阻挡。

光学跟踪器使用的系统主要有3种技术,分别是标志系统、模式识别系统和激光测距系统。

(1)标志系统分为“由外向内”和“由内向外”两种方式。在“由外向内”方式中,通常是利用固定的传感器(如多台照相机或摄像机),对移动的发射器(如放置在被监测物体表面的红外线发光二极管)的位置进行追踪,并通过观察多个目标来计算它的方位。“由内向外”方式则与之恰恰相反,发射器是固定的,而传感器是可移动的,在跟踪多个目标时具有比前者更优秀的性能。

(2)模式识别系统实际上是把发光器件(如发光二极管LED)按某一阵列(即样本模式)排列,并将其固定在被跟踪对象身上,由摄像机记录运动阵列模式的变化,通过与已知的样本模式进行比较从而确定物体的位置。

(3)激光测距系统是将激光通过衍射光栅发射到被测对象,然后接收经物体表面反射的二维衍射图的传感器记录。由于衍射圈带有一定畸变,根据这一畸变与距离的关系即可测量出距离。

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