一种光学定位系统与外部设备的同步装置的制作方法

    技术2026-08-27  8


    本技术涉及运动分析、生物力学和肌肉电活动领域,尤其是涉及一种光学定位系统与外部设备同步的装置。


    背景技术:

    1、光学定位系统与外部设备同步是在许多科学、工程和应用领域中关键的技术,它确保了测量和数据采集的精确性。

    2、光学定位系统是一种使用相机、传感器或反光标记等来追踪和定位物体或场景的系统。它通常用于运动捕捉、三维建模、虚拟现实、医学影像等领域。在光学定位系统中,摄像机或传感器捕捉目标物体的位置、方向和运动。在测量和控制系统中,同步是指不同设备或子系统的时钟和操作的协调。对于光学定位系统,使用的软件同步涉及到使用软件算法来确保不同设备之间的同步。在光学定位系统中,给数据加上时间戳是一种常见的同步方法。通过确保所有捕获的数据都有相同的时间基准,可以更容易地将其与其他设备的数据对齐。这可能包括在数据采集和处理软件中实现的同步机制。同步确保了捕捉到的数据与其他设备的数据是按照相同的时间基准进行的。这对于多传感器系统和多设备协同工作至关重要。

    3、外部设备包括其他测量设备、运动平台、数据采集卡等。这些设备可能使用不同的时钟或操作频率。外部设备之间的同步一般使用硬件同步,硬件同步涉及到使用专用硬件来保持设备之间的同步。这可能包括在设备之间发送同步脉冲或使用专门的硬件时钟源。比如trigger(触发):触发信号是硬件同步的一种形式,其中一个设备的操作由另一个设备触发。例如,在实验室测量中,一个设备可能会向其他设备发送触发信号,告诉它们开始测量。

    4、光学定位系统与外部设备同步的技术选择通常取决于具体的应用需求和系统架构。在许多情况下,硬件同步和时间戳是实现精确同步的关键技术,同一类型硬件之间硬同步和软同步的协议是一致的,但是不同的硬件系统之间就会存在差异和不兼容的问题;

    5、光学系统的相机之间可以通过软件同步方式实现,多台外部设备之间可以通过硬件同步的方式实现,但是光学系统之间和外部设备之间的数据同步对齐就需要设计一个既能同步光学系统相机又能同步外部设备的同步器,还要解决数据同步录制的问题,除非使用时码设备对光学数据和外部设备数据添加时间戳,后期进行时间戳对齐,但是外部设备录制数据不一定都支持时码设备添加时间戳的功能,所以就会出现录制的数据无法对齐的情况,


    技术实现思路

    1、本实用新型的目的是克服上述现有技术进行在光学系统和外部设备之间录制数据同步设备所存在的缺陷而提供不受外部设备之间是否支持硬件同步以及时码设备接入等问题限制的光学定位系统与外部设备的同步装置。

    2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:

    3、一种光学定位系统与外部设备的同步装置,所述装置包括同步控制器以及与同步控制器连接的主动刚体和用于控制同步控制器通断电的开关;

    4、所述的同步控制器包括与光学定位系统和外部设备信号连接的同步信号输出模块;

    5、所述的主动刚体包括多个识别点。

    6、作为优选技术方案,所述光学定位系统包括多台高帧率高分辨率相机,所述相机等间距地布置于场地四周,外部设备与主动刚体设置于场地中间位置。

    7、作为优选技术方案,所述外部设备包括具有同步功能的测力台和/或肌电仪。

    8、作为优选技术方案,所述同步信号输出模块包括数字输入/输出端口、模拟输入端口、ttl电平串口收发端口以及pwm端口。

    9、作为优选技术方案,所述同步信号输出模块通过bnc接口连接到外部设备的同步盒或同步接入端口。

    10、作为优选技术方案,所述同步控制器采用外接直流电源供电或usb供电。

    11、作为优选技术方案,所述主动刚体至少包括3个识别点,所述的识别点呈非对称设置。

    12、作为优选技术方案,所述主动刚体的识别点包括贴片式的led灯珠,所述led灯珠设置四颗及以上。

    13、作为优选技术方案,所述主动刚体的识别点还包括被动marker球。

    14、作为优选技术方案,所述主动刚体每两个识别点之间的距离与角度均都不同。

    15、与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:

    16、本实用新型提供一种光学定位系统与外部设备同步装置,设置有可控的主动刚体以及能够向外部设备发送触发信号的信号输出模块,当主动刚体被启动点亮时能够被光学定位系统捕捉采集,打开同步控制器开关,能够实现同步点亮主动刚体与输出信号至外部设备,实现同步录制。后续基于光学定位系统是否定位到主动刚体,就能将录制的动捕数据同外部设备录制素材同步对齐。本装置能够为不支持硬件同步与时码设备接入外部设备提供同步信号,外部设备只要能接受外部触发信号触发同步录制就可以通过本装置进行同步,实用性和灵活性非常高。



    技术特征:

    1.一种光学定位系统与外部设备的同步装置,其特征在于,所述装置包括同步控制器(1)以及与同步控制器(1)连接的主动刚体(2)和用于控制同步控制器(1)通断电的开关(3);

    2.根据权利要求1所述的一种光学定位系统与外部设备的同步装置,其特征在于,所述光学定位系统包括多台高帧率高分辨率相机,所述相机等间距地布置于场地四周,外部设备与主动刚体(2)设置于场地中间位置。

    3.根据权利要求2所述的一种光学定位系统与外部设备的同步装置,其特征在于,所述外部设备包括具有同步功能的测力台和/或肌电仪。

    4.根据权利要求1所述的一种光学定位系统与外部设备的同步装置,其特征在于,所述同步信号输出模块包括数字输入/输出端口、模拟输入端口、ttl电平串口收发端口以及pwm端口。

    5.根据权利要求4所述的一种光学定位系统与外部设备的同步装置,其特征在于,所述同步信号输出模块通过bnc接口连接到外部设备的同步盒或同步接入端口。

    6.根据权利要求1所述的一种光学定位系统与外部设备的同步装置,其特征在于,所述同步控制器(1)采用外接直流电源供电或usb供电。

    7.根据权利要求1所述的一种光学定位系统与外部设备的同步装置,其特征在于,所述主动刚体(2)至少包括3个识别点,所述的识别点呈非对称设置。

    8.根据权利要求5所述的一种光学定位系统与外部设备的同步装置,其特征在于,所述主动刚体的识别点包括贴片式的led灯珠,所述led灯珠设置四颗及以上。

    9.根据权利要求5所述的一种光学定位系统与外部设备的同步装置,其特征在于,所述主动刚体的识别点还包括被动marker球。

    10.根据权利要求7-9任一所述的一种光学定位系统与外部设备的同步装置,其特征在于,所述主动刚体每两个识别点之间的距离与角度均都不同。


    技术总结
    本技术涉及一种光学定位系统与外部设备的同步装置,所述装置包括同步控制器以及与同步控制器连接的主动刚体和用于控制同步控制器通断电的开关;所述的同步控制器包括与光学定位系统和外部设备信号连接的同步信号输出模块;所述的主动刚体包括多个识别点。与现有技术相比,本技术提供的同步装置能够为不支持硬件同步与时码设备接入外部设备提供同步信号,外部设备只要能接受外部触发信号触发同步录制就可以通过本装置进行同步,实用性和灵活性非常高。

    技术研发人员:张群,张海威
    受保护的技术使用者:上海青瞳视觉科技有限公司
    技术研发日:20231226
    技术公布日:2024/10/24
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