[发明专利]阵列式结构光大空间动作识别系统

说明书

一种阵列式结构光大空间动作识别系统，包括阵列红外线发射器、多个结构光传感器、控制子系统和定位子系统；多个结构光传感器与阵列红外线发射器中的发射器一一对应地在具有预定形状的空间中按预定的空间排列方式依次设置、并按预定的时间间隔接收发射器发出的信号；控制子系统在根据结构光传感器接收到的信号判断出没有识别到追踪物体、且信号波动处于预定的阈值之内时，不将采集到的信号向信道传递，否则将采集到的信号向信道传递；定位子系统用于确保阵列红外线发射器与结构光传感器的位置在每次使用时保持在允许的误差范围内。本发明显著增加了动作追踪的有效区域，降低了大空间动作追踪应用的成本，提高了布置动作追踪系统的效率。

技术领域

本发明涉及一种基于结构光扫描技术的空间动作追踪系统，属于动作追踪领域，特别涉及一种阵列式结构光大空间动作识别系统。

背景技术

现有的基于结构光的动作追踪系统通常由红外线发射器，景深传感器，以及大规模集成电路组成，效果满足了家用的使用要求，但是存在着追踪面积过小的问题。诸如微软公司的kinect(微软2013年发布的体感传感器)追踪器其最大的有效追踪范围只有120度扇形3-5米的区域。在这种技术限制下，其使用场景被大大缩小。普遍只能用于娱乐，游戏，简单场景的互动。

而针对大空间的动作追踪则通常使用基于惯性传感器动作追踪方案，不仅被追踪者需要穿戴复杂沉重的设备，而且追踪设备的成本运营成本也非常高昂。并且在初始化设备，自定义识别区域等方面由于涉及几十甚至上百个传感器的协同校准，因此使用难度相当大。因此基于惯性传感器方案的动作追踪系统，其高昂的使用成本和必须穿戴追踪设备两个缺陷，使其技术下放民用，商用领域几乎成为不可能的事情。

发明内容

本发明提供了一种阵列式结构光大空间动作识别系统，以解决现有技术中基于结构光的动作追踪系统的追踪面积过小，而针对大空间的动作追踪则通常使用基于惯性传感器动作追踪方案，不仅被追踪者需要穿戴复杂沉重的设备，而且运营成本高，在初始化设备，自定义识别区域等方面由于涉及几十甚至上百个传感器的协同校准，使用难度相当大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种阵列式结构光大空间动作识别系统，包括阵列红外线发射器、多个结构光传感器、控制子系统和定位子系统；所述多个结构光传感器与所述阵列红外线发射器中的发射器一一对应地在具有预定形状的空间中按预定的空间排列方式依次设置、并按预定的时间间隔接收发射器发出的信号；所述控制子系统在根据所述结构光传感器接收到的所述信号判断出没有识别到追踪物体、且信号波动处于预定的阈值之内时，不将采集到的所述信号向信道传递，否则将采集到的所述信号向信道传递；所述定位子系统用于确保所述阵列红外线发射器与所述结构光传感器的位置在每次使用时保持在允许的误差范围内。

优选地，所述阵列式结构光大空间动作识别系统还包括数据传输子系统，用于将采集到的所述信号通过所述信道发送给上位机。

优选地，所述定位子系统包括两个基站和定位单元，每个所述结构光传感器上均安装有一个所述定位单元，所述定位单元在对某个结构光传感器进行定位时，根据除该某个结构光传感器以外的其他所有结构光传感器上的定位单元与所述两个基站的相对位置关系对该某个结构光传感器进行定位。

优选地，所述阵列红外线发射器及多个结构光传感器沿长方体空间内的追踪运动通道依次对应地布置。

优选地，所述阵列红外线发射器及多个结构光传感器在所述追踪运动通道的平行区域和/或纵深区域内的识别区域相互叠加。

优选地，所述阵列红外线发射器及多个结构光传感器的刷新率间隙大于被追踪物体的运动速度。

优选地，所述阵列红外线发射器中的各发射器以同相位发射不同频率的信号。

优选地，所述阵列红外线发射器及多个结构光传感器沿环状空间内的追踪运动通道依次对应地布置。