RU2014124191A - Определение позиции объекта путем восприятия позиционного шаблона с помощью оптического датчика - Google Patents

Abstract

1. Устройство (10) для определения позиции объекта (5) относительно представления изображения (3), подлежащего представлению, содержащее:вход (11) для по меньшей мере одного изображения (3), подлежащего представлению;генератор (12) позиционных шаблонов для генерации позиционного шаблона (13), который подразделяется на множество участков шаблона, причем каждый из участков шаблона содержит однозначный битовый шаблон из множества битовых шаблонов, причем битовые шаблоны подвергаются обобщенному греевскому кодированию;блок (14) объединения для объединения позиционного шаблона (13) с по меньшей мере одним изображением (3), подлежащим представлению, и для обеспечения соответствующего объединенного изображения;оптический датчик (15) для оптического восприятия секции изображения объединенного изображения, причем секция изображения коррелирует с позицией объекта (5);фильтр (16) для извлечения по меньшей мере одного битового шаблона из секции изображения, причем секция изображения может содержать два или более участков шаблона разных участков области, так что совпадающие части битового шаблона битовых шаблонов, которые соответствуют двум или более участкам шаблона, перекрываются конструктивно, и разные части битового шаблона битовых шаблонов смешиваются, причем фильтр (16) дополнительно выполнен с возможностью представления каждого битового значения в виде аналогового сигнала или в виде цифрового сигнала более высокого разрешения, который получается в результате конструктивного перекрывания совпадающих соответствующих битовых значений и смешивания разных соответствующих битовых значений двух или более участков шабл�

Claims (26)

1. Устройство (10) для определения позиции объекта (5) относительно представления изображения (3), подлежащего представлению, содержащее:

вход (11) для по меньшей мере одного изображения (3), подлежащего представлению;

генератор (12) позиционных шаблонов для генерации позиционного шаблона (13), который подразделяется на множество участков шаблона, причем каждый из участков шаблона содержит однозначный битовый шаблон из множества битовых шаблонов, причем битовые шаблоны подвергаются обобщенному греевскому кодированию;

блок (14) объединения для объединения позиционного шаблона (13) с по меньшей мере одним изображением (3), подлежащим представлению, и для обеспечения соответствующего объединенного изображения;

оптический датчик (15) для оптического восприятия секции изображения объединенного изображения, причем секция изображения коррелирует с позицией объекта (5);

фильтр (16) для извлечения по меньшей мере одного битового шаблона из секции изображения, причем секция изображения может содержать два или более участков шаблона разных участков области, так что совпадающие части битового шаблона битовых шаблонов, которые соответствуют двум или более участкам шаблона, перекрываются конструктивно, и разные части битового шаблона битовых шаблонов смешиваются, причем фильтр (16) дополнительно выполнен с возможностью представления каждого битового значения в виде аналогового сигнала или в виде цифрового сигнала более высокого разрешения, который получается в результате конструктивного перекрывания совпадающих соответствующих битовых значений и смешивания разных соответствующих битовых значений двух или более участков шаблона в соответствии с разными участками его области;

средство (17) определения для определения позиции объекта (5) на основании аналогового сигнала или цифрового сигнала более высокого разрешения, причем средство определения выполнено с возможностью:

- осуществления курсового ограничения позиции секции изображения одним участком шаблона или несколькими участками шаблона из участков шаблона, лежащих в секции изображения, путем обнаружения для каждого битового значения, с использованием аналогового сигнала или цифрового сигнала более высокого разрешения, содержится ли битовое значение совпадающим образом в разных битовых шаблонах, которые принадлежат участкам шаблона, присутствующим в секции изображения,

- определения меры промежуточной позиции секции изображения относительно двух или более участков шаблона путем обнаружения для каждого битового значения, с использованием аналогового сигнала или цифрового сигнала более высокого разрешения, до какой степени оптический сигнал, излучаемый некоторым участком шаблона, входит в аналоговый сигнал или цифровой сигнал более высокого разрешения.

2. Устройство (10) по п. 1, в котором битовый шаблон является временным битовым шаблоном, пространственным битовым шаблоном или объединением временного битового шаблона и пространственного битового шаблона.

3. Устройство (10) по п. 1, в котором по меньшей мере оптический датчик (15) является частью первого отдельного блока (40), и при этом первый отдельный блок (40) включает в себя передатчик (36) для передачи данных позиции объекта или промежуточных данных, необходимых для определения позиции объекта (5), на приемник (38).

4. Устройство (10) по п. 1, в котором блок (14) объединения выполнен с возможностью модуляции изображения (3), подлежащего представлению, позиционным шаблоном (13).

5. Устройство (10) по п. 1, в котором часть позиционного шаблона в объединенном изображении находится ниже порога человеческого восприятия и имеет заданные характеристики, относящиеся к по меньшей мере одной из амплитуды, информации цвета, пространственной частоты и временной частоты, причем фильтр (16) выполнен с возможностью извлечения из объединенного изображения частей изображения, которые соответствуют заданным характеристикам части позиционного шаблона для оценивания из него по меньшей мере одного извлеченного участка шаблона.

6. Устройство (10) по п. 1, в котором изображение (3), подлежащее представлению, содержит по меньшей мере первый цветовой канал и второй цветовой канал, и генератор позиционных шаблонов выполнен с возможностью представления первой пространственной координаты информации местоположения, связанной с отдельными участками шаблона, посредством модуляции первого цветового канала и второй пространственной координаты информации местоположения посредством модуляции второго цветового канала в позиционном шаблоне (13).

7. Устройство (10) по п. 1, в котором позиционный шаблон (13) в объединенном изображении находится в диапазоне длин волны, видимых для человека.

8. Устройство (10) по п. 1, в котором извлеченный участок шаблона соответствует взвешенной сумме участков шаблона, которые находятся, по меньшей мере частично, в секции изображения, и при этом средство (17) определения выполнено с возможностью формирования шаблона битовой вероятности на основании взвешенной суммы участков шаблона, причем шаблон битовой вероятности указывает относительно надежные части битового шаблона и относительно неопределенные части битового шаблона, причем относительно надежные части битового шаблона ограничивают позицию секции изображения одним участком шаблона или несколькими участками шаблона из участков шаблона в секции изображения, и относительно неопределенные части битового шаблона представляют промежуточную позицию секции изображения относительно двух или нескольких участков шаблона.

9. Устройство (10) по п. 1, в котором генератор (12) позиционных шаблонов включает в себя манчестерский кодер, и позиционный шаблон (13) подвергается манчестерскому кодированию.

10. Устройство (10) по п. 1, в котором генератор (12) позиционных шаблонов выполнен с возможностью вставки информации синхронизации в позиционный шаблон (13).

11. Устройство (10) по п. 1, в котором позиционный шаблон (13) является частью последовательности позиционных шаблонов, и

изображение (3), подлежащее представлению, является частью последовательности изображений, причем битовые шаблоны отдельных участков шаблона распределены по последовательности позиционных шаблонов.

12. Способ определения позиции объекта (5) относительно представления изображения (3), подлежащего представлению, содержащий этапы, на которых:

генерируют позиционный шаблон (13), который подразделяется на множество участков шаблона, причем каждый из участков шаблона содержит однозначный битовый шаблон из множества битовых шаблонов, причем битовые шаблоны подвергаются обобщенному греевскому кодированию;

объединяют позиционный шаблон (13) с по меньшей мере одним изображением, подлежащим представлению, и обеспечивают соответствующее объединенное изображение;

воспринимают секцию изображения объединенного изображения, причем секция изображения коррелирует с позицией объекта (5), и два или более участков шаблона могут содержаться на разных участках области, так что совпадающие части битового шаблона для битового шаблона, которые соответствуют двум или более участкам шаблона, перекрываются конструктивно, и разные части битового шаблона битовых шаблонов смешиваются;

извлекают по меньшей мере один участок шаблона позиционного шаблона (13) из секции изображения, при этом каждое битовое значение представлено в виде аналогового сигнала или цифрового сигнала более высокого разрешения, который получается в результате конструктивного перекрывания совпадающих соответствующих битовых значений и смешивания разных соответствующих битовых значений двух или более участков шаблона в соответствии с его разными участками области; и

определяют позицию объекта (5) на основании по меньшей мере одного извлеченного участка шаблона и аналогового сигнала или цифрового сигнала более высокого разрешения, причем с использованием аналогового сигнала или цифрового сигнала более высокого разрешения, производится определение, является ли соответствующее битовое значение относительно надежным или относительно неопределенным, причем приближенная позиция секции изображения определяется с использованием битовых значений, считающихся относительно надежными, и промежуточная позиция секции изображения относительно двух или более участков шаблона определяется с использованием относительно неопределенных битовых значений.

13. Способ по п. 12, в котором объединение позиционного шаблона (13) с по меньшей мере одним изображением, подлежащим представлению, включает в себя модуляцию изображения, подлежащего представлению, позиционным шаблоном.

14. Способ по п. 12,

в котором при восприятии участка изображения два или более участков шаблона, которые находятся, по меньшей мере частично, в секции изображения, могут перекрываться;

причем определение позиции объекта (5) содержит этапы, на которых:

определяют шаблон битовой вероятности на основании извлеченного участка шаблона и интенсивности сигнала отдельных частей битового шаблона, причем шаблон битовой вероятности указывает по меньшей мере относительно надежные части битового шаблона и относительно неопределенные части битового шаблона;

ограничивают возможную позицию секции изображения одним участком шаблона или несколькими участками шаблона из участков шаблона в секции изображения посредством относительно надежных частей битового шаблона с использованием обобщенного греевского кодирования упомянутых участков шаблона;

определяют меру для промежуточной позиции секции изображения относительно двух или более участков шаблона посредством относительно неопределенных частей битового шаблона.

15. Способ по п. 12, дополнительно содержащий этап, на котором осуществляют манчестерское кодирование позиционного шаблона (13).

16. Способ по п. 12, дополнительно содержащий этап, на котором передают данные позиции объекта или промежуточные данные, необходимые для определения позиции объекта (5), с передатчика на приемник.

17. Компьютерная программа, содержащая программный код для выполнения способа по любому из пп. 12-16, когда компьютерная программа выполняется на компьютере.

18. Устройство (20) для определения позиции объекта (5) в представлении изображения (3), подлежащего представлению, содержащее:

вход (11) для изображения, подлежащего представлению;

генератор (22) модуляционных изображений для генерации по меньшей мере одного модуляционного изображения, причем по меньшей мере одно модуляционное изображение подразделяется на множество полей и значение модуляционного изображения определенного поля, представляющее информацию местоположения поля в модуляционном изображении;

модулятор (24) изображений для модуляции изображения (3), подлежащего представлению, модуляционным изображением, причем модулирование производится с амплитудой модуляции, и отношение между амплитудой модуляции и битовым разрешением не превышает 10%;

выход для изображения, модулированного по меньшей мере одним модуляционным изображением, для отображения на устройстве (4) отображения;

оптический датчик (15) для восприятия оптического датчика, излучаемого из секции изображения, для изображения, модулированного модуляционным изображением, и для генерации соответствующего сигнала восприятия, причем секция изображения может содержать два или более полей на разных участках области, и при этом сигнал восприятия является сигналом нечеткой логики, который представляет части полей модуляционного изображения, которые содержатся в секции изображения; и

блок (27) оценивания для определения информации местоположения секции изображения с использованием сигнала восприятия, причем блок оценивания выполнен с возможностью извлечения информации местоположения по меньшей мере одного поля, расположенного, по меньшей мере частично, в секции изображения, из сигнала восприятия, соответствующего оптическому сигналу, излучаемому секцией изображения, и при этом для этого блок (27) оценивания включает в себя нечеткую логику, выполненную с возможностью оценивания сигнала восприятия и указания, какое поле или какие поля шаблона модуляции содержатся в секции изображения приблизительно до какого участка области.

19. Устройство (20) по п. 18, в котором модулирование изображения (3), подлежащего представлению, модуляционным изображением реализовано так, что вследствие низкой глубины модуляции, модуляция остается ниже порога человеческого восприятия.

20. Устройство (20) по п. 18, в котором блок (27) оценивания включает в себя демодулятор, выполненный с возможностью демодуляции сигнала восприятия и определения сигнала модуляции, возможно содержащегося в сигнале восприятия, для по меньшей мере одного поля, расположенного, по меньшей мере частично, в секции изображения, причем информация местоположения поля получается из сигнала модуляции.

21. Устройство (20) по п. 20, в котором модулирование изображения (3), подлежащего представлению, модуляционным изображением имеет ограниченный диапазон амплитуды, и блок оценивания включает в себя амплитудно-чувствительный фильтр, выполненный с возможностью извлечения по меньшей мере одного из временного изменения и пространственного изменения значения модуляционного изображения, которое имеет амплитуду в ограниченном диапазоне амплитуды.

22. Устройство (20) по п. 20, в котором информация местоположения подвергается обобщенному греевскому кодированию относительно соседствующих друг с другом полей.

23. Устройство (20) по п. 20, в котором блок (27) оценивания выполнен с возможностью оценивания извлеченной информации местоположения, которую нельзя однозначно связать с полем, путем оценивания относительно однозначных битовых значений битов информации местоположения для ограничения пространственной области, в которой располагается секция изображения, и по относительно малозначащим или неопределенным битовым значениям битов информации местоположения, указывающих, что секция изображения перекрывает по меньшей мере два поля модуляционного изображения.

24. Устройство (20) по п. 20, в котором различие между изображением, подлежащим представлению, и изображением, модулированным модуляционным изображением находится в диапазоне длин волны, видимых для человека.

25. Устройство (20) по п. 20, в котором по меньшей мере одно модуляционное изображение включает в себя по меньшей мере сигнал временной синхронизации.

26. Устройство (20) по п. 20, в котором модулятор (24) изображений включает в себя манчестерский кодер, выполненный с возможностью генерации из модуляционного изображения первого модуляционного изображения, подвергнутого манчестерскому кодированию, и второго модуляционного изображения, подвергнутого манчестерскому кодированию, причем модулятор (24) изображений выполнен с возможностью модуляции изображения (3), подлежащего представлению последовательно первым модуляционным изображением, подвергнутым манчестерскому кодированию, и вторым модуляционным изображением, подвергнутым манчестерскому кодированию, и генерации двух соответствующих модулированных изображений для отображения на устройстве (4) отображения.