CN102566831A - 一种目标定位方法、装置及图像显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于图像处理领域，提供了一种目标定位方法、装置及图像显示设备，该方法包括以下步骤：获取目标上的单色光源在感光器件上的成像的像素坐标，所述成像为单色光源穿过图像显示设备上光学成像元件后在所述感光器件上留下的成像，所述光学成像元件包括：凸透镜或包含薄膜滤光片的小孔；根据所述成像的像素坐标和光学成像元件的空间坐标计算所述目标上的单色光源的空间坐标。本发明实施例，图像显示设备通过获取设置于目标上的单色光源在感光器件上的成像的像素坐标，计算出单色光源的空间坐标，不仅解析单色光源的速度快，并且因为滤光片的滤光作用，解决了多种光之间容易干扰的问题。

Description

一种目标定位方法、装置及图像显示设备

【技术领域】

本发明属于图像处理领域，尤其涉及一种目标定位方法、装置及图像显示设备。

【背景技术】

现在人们对娱乐设备的要求越来越高，已经不再满足于仅使用鼠标、键盘、遥控器等对娱乐设备进行操作，而是希望娱乐设备可以自动识别用户的动作，通过识别的动作来达到控制设备的目的。

现有技术提供了一种识别用户动作的方法，即在娱乐设备上安装一个摄像头，通过摄像头捕捉二维图像，解析所述二维图像获取用户的动作，这种方法虽然可以识别用户的动作，但存在以下缺点：首先摄像头必须捕捉二维图像，并对二维图像进行解析，才能获取用户的动作，这样必然会对用户的动作造成延迟，因为用户的动作可能延迟1秒后才会显示在图像显示设备上；其次摄像头对捕捉的二维图像进行解析的时候，对画面的要求很高，如果光照太强可能造成图像无法解析，也即无法有效获取用户的动作。

【发明内容】

本发明目的在于提供一种目标定位方法，旨在解决现有技术因算法复杂造成解析图像速度慢，多种颜色的光之间容易发生相互干扰的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种目标定位方法，所述方法包括以下步骤：

获取目标上的单色光源在感光器件上的成像的像素坐标，所述成像为单色光源穿过图像显示设备上光学成像元件后在所述感光器件上留下的成像，所述光学成像元件包括包含薄膜滤光片的小孔或凸透镜；

根据所述成像的像素坐标和光学成像元件的空间坐标计算所述目标上的单色光源的空间坐标。

本发明实施例的另一目的在于提供一种目标定位装置，所述装置包括：

成像获取单元，用于获取目标上的单色光源在感光器件上的成像的像素坐标，所述成像为单色光源穿过图像显示设备上光学成像元件后在所述感光器件上留下的成像，所述光学成像元件包括包含薄膜滤光片的小孔或凸透镜；

目标定位单元，用于根据所述成像获取单元获取的单色光源在感光阵列上成像的像素坐标计算所述目标的空间坐标。

本发明实施例的另一目的在于提供一种图像显示设备，所述图像显示设备包括上述的装置。

在本发明实施例中，图像显示设备中的目标定位装置通过获取设置于目标上的单色光源在感光器件上的成像的像素坐标，进而根据光学原理和成形坐标计算出单色光源的空间坐标。相对于现有技术中的定位方法，由于解析单色光源的速度快，并且因为滤光片的滤光作用，解决了多种光之间容易干扰的问题，因而定位速度较快，定位精度较高。

【附图说明】

图1是本发明实施例一提供的目标定位方法的步骤图；

图2是本发明实施例一提供的目标定位方法中根据成像的像素坐标和光学成像元件的空间坐标计算所述目标的单色光源的空间坐标的具体实现流程图；

图3是本发明实施例一提供的目标定位方法中计算成像空间坐标方法的原理图；

图4是本发明实施例一提供的目标定位方法中计算两条直线之间距离最短线段方法的原理图；

图5(a)是本发明实施例提供的目标定位方法应用多个单色光源的示意图；

图5(b)是本发明实施例提供的目标定位方法定位人体上光源方法的步骤图；

图6是本发明实施例二提供的目标定位装置的结构图；

图7是本发明实施例二提供的目标定位装置中感光阵列区域边缘向光学成像元件引出的直线与通过光学成像元件的投影线形成夹角的示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示为本发明实施例一提供的目标定位方法的步骤图，所述方法包括以下步骤：

在步骤S101中，获取目标上的单色光源在感光器件上的成像的像素坐标，所述成像为单色光源穿过图像显示设备上光学成像元件后在所述感光器件上留下的成像。

在本发明实施例中，成像为单色光源穿过图像显示设备上对应的光学成像元件后在感光器件上留下的成像，所述单色光源设置于目标(如遥控器或人体)上。其中，像素坐标为成像相对于感光元件坐标，参考系位于感光元件上。

在本实施例中，每个感光器件对应一个单色光源，所有光学成像元件均开在图像显示设备的同一平面上，感光器件与光学成像元件所在的平面平行，每种单色光源对应至少两个只允许该单色光源通过的光学成像元件，相应的每个单色光源在感光阵列上的成像的像素坐标至少包括两组。光学成像元件包括包含薄膜滤光片的凸透镜或小孔。

本实施例通过在图像显示设备上开设的小孔中设置薄膜滤光片，使得小孔只能允许特定的单色光通过，在感光阵列上可以方便的获取每种单色光源的像素坐标。薄膜滤光片可以很薄，因此忽略单色光在穿过薄膜滤光片时产生的折射现象。小孔的尺寸越小，成像越清晰，定位精度也越高，但不能使光在穿过小孔时产生衍射现象。

在步骤S102中，根据所述成像的像素坐标和光学成像元件的空间坐标计算所述目标上的单色光源的空间坐标。

在本发明实施例中，光学成像元件的空间坐标在制造时已经获得，本实施例可以根据成像的像素坐标和光学成像元件的空间坐标计算目标的单色光源的空间坐标。其中，单色光源的空间坐标可以为光源相对于图像显示设备的坐标。

本发明实施例中，图像显示设备中的目标定位装置通过获取设置于目标上的单色光源在感光器件上的成像的像素坐标，可以计算出目标上的单色光源的空间坐标。由于每个光学成像元件上只存在一个单色光源的成像，因而解析单色光源的速度快，并且因为滤光片的滤光作用，解决了多个点光源之间容易干扰的问题，定位精度较高。

举例说明：

设目标为遥控器，本实施例可将该单色光源内置于遥控器，图像显示设备中的目标定位装置可以追踪单色光源轨迹判断用户的手势。这种判断方法比通过处理摄像头捕捉的二维图像来进行手势识别要快速，并且由于薄膜滤光片的存在，判断过程不会受到背景光的干扰。

若目标遥控器上有两个单色光源，可将这两个单色光源内置于遥控器，一个单色光源用于模仿鼠标的光标移动，另一个单色光用于模仿鼠标的确定键，当捕捉到该点光源进行了一次距离很短的往复运动时，则认定遥控器摁下了一次确定键，可以实现使用遥控器浏览网页或点击图标的作用。

如图2所示，图2为本发明实施例一提供目标定位方法中根据成像的像素坐标和光学成像元件的空间坐标计算所述目标的单色光源的空间坐标(步骤S102)的具体实现流程图，具体包括以下步骤：

在步骤S201中，根据成像的像素坐标计算感光器件上成像的空间坐标。

在本发明实施例中，感光器件的空间坐标是固定的，图像显示设备中的目标定位装置可以根据光源通过光学成像元件后在感光器件上成像的像素坐标获取成像的空间坐标。

本实施例还可以通过刷新感光器件，捕捉到点光源不同时刻的成像，感光器件刷新的速度越快，能捕捉的光源的移动速度上限越高，捕捉到光源的空间坐标越精确。

在步骤S202中，根据所述成像的空间坐标和光学成像元件的空间坐标，建立空间直线方程。

在本发明实施例中，光学成像元件的空间坐标在生产时已经确定，成像的空间坐标已经计算出，因此根据光学成像元件的空间坐标和成像的空间坐标可以确定唯一的空间直线方程。因为光是沿直线传播的，所以光源、光学成像元件、成像必然是在同一条直线上，而光源必然在该确定的空间直线方程上。因为光学成像元件、成像各有至少两个，因此空间直线方程也至少有两个。

在步骤S203中，根据所述空间直线方程计算单色光源的空间坐标。

在本发明实施例中，根据步骤S202建立的至少两个空间直线方程计算光源的空间坐标，计算方法包括：(1)、理想状态下，计算至少两个空间直线方程的交点，该交点坐标即为光源的空间坐标；(2)、考虑工业制造的工艺水平和测量偏差，步骤S202建立的空间直线方程可能无法计算出交点，则找出两条直线之间距离最短的线段，取该线段的中点作为光源的空间坐标。(3)、如果对于一个单色光源有两个以上的空间直线方程，则每两个方程计算一个估算坐标，获得估算坐标的集合，将与所述集合中每个估算坐标的距离的平方和最小的点作为光源坐标。

本发明实施例中，获取光源通过光学成像元件后在感光器件上成像的像素坐标，根据所述像素坐标获取成像的空间坐标。然后按照两点成一线的原理，成像的空间坐标和光学成像元件的空间坐标构成一条空间直线，根据至少两条空间直线获取光源的空间坐标。

如图3所示，图3为本发明实施例一提供的目标定位方法中计算成像空间坐标方法的原理图。

其中：XYZ轴构成空间直角坐标系；pixelX、pixelY组成像素坐标系；像素坐标系位于XY轴平面坐标系的平面之内，且pixelX轴与X轴平行、pixelY轴与Y轴平行；O为单色光源；A、B、C为光学成像元件；A’为光学成像元件A在XY轴平面坐标系上的垂直投影，O’为光源O穿过光学成像元件A后在像素坐标系内的成像，光学成像元件所在坐标平面与感光器件平面平行。

在本实施例中，获取成像O’的X轴空间坐标的方法具体为：

首先根据公式X(O’A’)＝[PixelX(O’)-PixelX(A’)]*(X)获取O’到A’的X轴坐标距离，其中X(O’A’)表示从A’点到O’点在X轴方向的坐标距离，PixelX(O’)表示O’点在PixelX的像素坐标，PixelX(A’)表示A’点在PixelX轴的像素坐标，(X)表示转换因子，PixelX(A’)、PixelX(O’)、(X)为已知量。

然后根据公式X(O’)＝X(A’)+X(O’A’)获取O’的X轴坐标，其中X(A’)为已知量。

在获取成像O’的X轴空间坐标之后，还可以获取成像O’的Y轴空间坐标，获取过程如下：

首先，根据公式Y(O’A’)＝[PixelY(O’)-PixelY(A’)]×(Y)，获取成像到光学成像元件在XY轴平面的投影的Y轴坐标距离，其中A’为光学成像元件A在XY轴平面坐标系上的垂直投影，O’为光源O穿过光学成像元件A后在像素坐标系内的成像，Y(O’A’)表示从A’点到O’点在Y轴方向的坐标距离，PixelY(O’)表示O’点在PixelY轴的像素坐标，PixelY(A’)表示A’点在PixelY轴的像素坐标，(Y)表示转换因子，PixelY(A’)、PixelY(O’)、(Y)为已知量。

然后根据公式Y(O’)＝Y(A’)+Y(O’A’)，获取成像的Y轴坐标，其中Y(A’)为已知量。

经过上述步骤，获得成像O’的X轴空间坐标和Y轴空间坐标。

如图4所示，图4为本发明实施例一提供的目标定位方法中计算两条直线之间距离最短线段方法的原理图。

其中O为单色光源，直线AO’为光源O过光学成像元件A的直线，直线BO”为光源O过光学成像元件B的直线，按照理想情况直线AO’与直线BO”的交点即为光源O的空间坐标，但由于工业制造的工艺水平和测量偏差很可能出现直线AO’与直线BO”没有交点的情况，因此我们考虑计算直线AO’与直线BO”之间距离最短的线段，取该线段的中点坐标作为光源O的估算值，其计算方法为：

设线段SaSb为与O’A，O”B垂直的一条直线，且与O’A的交点为Sa，与O”B的交点为Sb，线段SaSb的长即为直线间的最短距离。

过Sb点引一条与O’A平行的直线La，则La与O”B可以确定一个平面，该平面的法线为：

法线矢量n＝矢量O’A×矢量O”B＝{[Y(A)-Y(O’)][Z(B)-Z(O”)]-[Y(B)-Y(O”)][Z(A)-Z(O’)]}*i+{[Z(A)-Z(O’)][X(B)-X(O”)]-[X(A)-X(O’)][Z(B)-Z(O”)]}*j+{[X(A)-X(O’)][Y(B)-Y(O”)]-[X(B)-X(O”)][Y(A)-Y(O’)]}*k＝P*i+Q*j+M*k

由此得到这个平面的一般方程Px+Qy+Mz+N＝0，其中N为未知量。

其中，

P＝[Y(A)-Y(O’)][Z(B)-Z(O”)]-[Y(B)-Y(O”)][Z(A)-Z(O’)]

Q＝[Z(A)-Z(O’)][X(B)-X(O”)-X(A)-X(O’)][Z(B)-Z(O”)]

M＝[X(A)-X(O’)][Y(B)-Y(O”)]-[X(B)-X(O”)][Y(A)-Y(O’)]

由于我们可以自行建立坐标系并选择光学成像元件A、B的坐标，设光学成像元件A(0，0，0)和B(0，1，0)，即光学成像元件A置于图像显示设备的右下角，光学成像元件B置于图像显示设备的左下角，光学成像元件A到光学成像元件B的距离设为单位长度，将光学成像元件A、B的值代入上式化简，得：

P＝Z(O’)*[1-Y(O”)]+Y(O’)*Z(O”)

Q＝Z(O’)*X(O”)-X(O’)*Z(O”)

M＝-X(O”)*Y(O’)-X(O’)*[1-Y(O”)]

又因为该平面过已知点B和O”，因此可以得出N的值：

N＝-P*Xb-Q*Yb-M*Zb。

因点Sa在直线O’A上，进而有参数方程组一：

X(Sa)＝Ra[X(A)-X(O’)]+X(A)＝Ra*[-X(O’)]；

Y(Sa)＝Ra[Y(A)-Y(O’)]+Y(A)＝-Ra*Y(O’)；

Z(Sa)＝Ra[Z(A)-Z(O’)]+Z(A)＝-Ra*Z(O’)。

因Sb在O”B上，有参数方程组二：

X(Sb)＝Rb*[X(B)-X(O”)]+X(B)＝-Rb*X(O”)；

Y(Sb)＝Rb*[Y(B)-Y(O”)]+Y(B)＝Rb*(1-Y(O”))+1；

Z(Sb)＝Rb*[Z(B)-Z(O”)]+Z(B)＝-Rb*Z(O”)。

上述参数方程组一与参数方程组二相减，并代入

[X(Sa)-X(Sb)]/P＝[Y(Sa)-Y(Sb)]/Q＝[Z(Sa)-Z(Sb)]/M＝W，得参数方程组三：

P*W＝[X(A)-X(O’)]*Ra-[X(B)-X(O”)]*Rb+X(A)-X(B)

Q*W＝[Y(A)-Y(O’)]*Ra-[Y(B)-Y(O”)]*Rb+Y(A)-Y(B)

M*W＝[Z(A)-Z(O’)]*Ra-[Z(B)-Z(O”)]*Rb+Z(A)-Z(B)

化简得：

P*W＝-X(O’)*Ra+X(O”)*Rb      (1)

Q*W＝-Y(O’)*Ra-(1-Y(O”))*Rb-1(2)

M*W＝Z(O”)*Rb-Z(O’)*Ra       (3)

以上(1)(2)(3)三式左右分别乘以P、Q、M并相加，得：

W*(P^2+Q^2+M^2)＝-Q，即解出，W＝-Q/(p^2+Q^2+M^2)

变换参数方程组三的第三式，得：

Rb＝[Ra*Z(O’)+M*W]/Z(O”)，设Z(O”)不等于0

将其代入第一式，得：P*W＝-X(O’)*Ra+X(O”)*Rb；即

P*W＝-X(O’)*Ra+X(O”)*[Ra*Z(O’)+M*W]/Z(O”)，由此解出Ra，Rb

将Ra代入参数方程组一，得到Sa点的坐标；

将Rb代入参数方程组二，得到Sb点的坐标；

进而求出线段SaSb的中点坐标，并将该中点坐标作为光源O的估算值。

为更详细的理解本发明实施例，下面给出本实施例提供的目标定位方法的具体应用场景。

如图5(a)所示，图5(a)为本发明实施例提供的目标定位方法应用多个单色光源的示意图，图中黑色的圆点代表单色光源，可将这些光源根据人体模型放置于人体的各关节处，图像显示设备中的目标定位装置捕捉人体的动作，进行体感游戏。本应用提供了多种模型，如模型一提供手部和脚步的光源模型，再比如模型二提供了人体全身的光源模型。

如图5(b)所示，图5(b)为本发明实施例提供的目标定位方法用于定位人体上光源方法的步骤图，所述方法包括以下步骤：

在步骤S501中，获取人体模型上的单色光源在感光器件上的成像的像素坐标，所述成像为单色光源穿过图像显示设备上光学成像元件后在所述感光器件上留下的成像。

以本发明实施例中的人体为例，如图5(a)所示，模型一上有8个单色光源，则图像显示设备上应有至少16个光学成像元件，分别对应16个成像；模型二上有15个单色光源，则图像显示设备上应由至少30个光学成像元件，分别对应30个成像。

在步骤S502中，根据所述成像的像素坐标和光学成像元件的空间坐标计算人体模型上单色光源的空间坐标。

本发明实施例中，目标定位装置获取人体模型上单色光源通过光学成像元件后在感光器件上成像的像素坐标，根据所述像素坐标获取成像的空间坐标。按照两点一线的原理，成像的空间坐标和光学成像元件的空间坐标构成一条空间直线，根据至少两条空间直线获取光源的空间坐标，根据所述空间坐标识别人体的不同动作，实现人体与图像显示设备的交互。

本发明实施例还提供了和上述目标定位方法对应的目标定位装置。如图6所示，图6为本发明实施例二提供的目标定位装置的结构图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分，目标定位装置包括：

成像获取单元11，用于获取目标上的单色光源在感光器件上的成像的像素坐标，所述成像为单色光源穿过图像显示设备上光学成像元件后在所述感光器件上留下的成像，所述光学成像元件包括包含薄膜滤光片的小孔或凸透镜。

目标定位单元12，用于根据所述成像获取单元11获取的单色光源在感光阵列上成像的像素坐标计算所述目标的空间坐标。

在本发明实施例中，感光器件刷新的速度越快，捕捉到光源的空间坐标越精确；同时考虑到感光器件可能的干扰，感光器件需要具有一定的灰度，所述感光器件可以由感光阵列、放大器和A/D转换器组成；每个感光器件对应一个单色光源。

如图7所示，图7为感光阵列区域边缘向光学成像元件引出的直线与通过光学成像元件的投影线形成夹角θ的示意图。

其中，感光器件对应的感光阵列尺寸和光学成像元件与感光阵列的距离决定了光线的捕捉角度。图中，每个感光阵列被4等份成4块区域，每个区域对应一个小孔，夹角θ的范围为0°＜θ＜90°，夹角度数越大可以捕捉的成像越多，可以捕捉的光源位置范围越广，如果夹角接近90°，则可保证大多数光源能在感光阵列上形成成像。

在本发明实施例中，单色光源通过成像单元11后，感光器件捕捉该单色光源，在其感光阵列上留下成像，感光器件获取该成像的像素坐标，所述像素坐标至少包括两组，目标定位单元12根据所述至少两组像素坐标计算单色光源的空间坐标。

进一步的，所述成像单元11具体包括：

至少两个光学成像元件111，用于在点光源穿过时过滤其他光源，只允许特定的单色光通过。

至少一个感光器件112，用于使单色光通过所述光学成像元件后在感光器件上形成成像，其中感光器件的数量和光学成像元件的数量对应。

成像坐标记录子单元113，用于获取单色光源在所述感光器件112上成像的像素坐标。

其中，所述目标定位单元12具体包括：

成像空间坐标计算模块121，用于根据所述成像获取单元11获取的单色光源在感光阵列上成像的像素坐标计算该成像的空间坐标。

空间直线方程建立模块122，用于根据所述成像空间坐标计算模块121计算的成像的空间坐标和光学成像元件的空间坐标建立空间直线方程。

光源空间坐标计算模块123，用于根据所述空间直线方程建立模块122建立的空间直线方程计算目标上的单色光源的空间坐标。

其中，所述光源空间坐标计算单元123具体包括：

交点计算子模块1331，用于直接计算两条空间直线方程的交点。

光源坐标估算子模块1332，用于在所述交点计算子模块1331无法计算出交点的情况下，计算两条直线之间距离最短的线段，取该线段的中点作为光源的空间坐标；或者，

当有两个以上的空间直线方程时，每两个方程计算一个估算坐标获得估算坐标的集合，将与所述集合中每个估算坐标的距离的平方和最小的点作为光源坐标。

本实施例提供的目标定位装置，单色光源通过成像单元11后，感光器件捕捉该单色光源，在其感光阵列上留下成像，感光器件获取该成像的像素坐标，所述像素坐标至少包括两组，目标定位单元12根据所述至少两组像素坐标计算单色光源的空间坐标。由于每个光学成像元件上只存在一个单色光源的成像，因而解析单色光源的速度快，并且因为滤光片的滤光作用，解决了多个点光源之间容易干扰的问题，定位精度较高。

本实施例提供的目标定位装置可以使用在前述对应的目标定位方法实施例一中，详情参见上述目标定位方法的相关描述，在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种图像显示设备，所述图像显示设备包括如上所述的目标定位装置，所述图像显示设备包括：电视，显示器等。

在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。

Claims (10)

1.一种目标定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取目标上的单色光源在感光器件上的成像的像素坐标，所述成像为单色光源穿过图像显示设备上光学成像元件后在所述感光器件上留下的成像，所述光学成像元件包括包含薄膜滤光片的小孔或凸透镜；

根据所述成像的像素坐标和光学成像元件的空间坐标计算所述目标上的单色光源的空间坐标。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据成像的像素坐标和光学成像元件的空间坐标计算所述目标上的单色光源空间坐标的步骤，具体为：

根据成像的像素坐标计算感光器件上成像的空间坐标；

根据所述成像的空间坐标和光学成像元件的空间坐标，建立空间直线方程；

根据所述空间直线方程计算所述目标上的单色光源的空间坐标。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，每个单色光源对应至少两个光学成像元件。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据成像的像素坐标计算感光器件上成像的空间坐标的步骤，具体为：

根据公式X(O’A’)＝[PixelX(O’)-PixelX(A’)]×(X)，获取成像到光学成像元件在XY轴平面的投影的X轴坐标距离，其中A’为光学成像元件A在XY轴平面坐标系上的垂直投影，O’为光源O穿过光学成像元件A后在像素坐标系内的成像，X(O’A’)表示从A’点到O’点在X轴方向的坐标距离，PixelX(O’)表示O’点在PixelX轴的像素坐标，PixelX(A’)表示A’点在PixelX轴的像素坐标，(X)表示转换因子，PixelX(A’)、PixelX(O’)、(X)为已知量；

根据公式X(O’)＝X(A’)+X(O’A’)，获取成像的X轴坐标，其中X(A’)为为垂直投影A’的X轴坐标；

根据公式Y(O’A’)＝[PixelY(O’)-PixelY(A’)]×(Y)，获取成像到光学成像元件在XY轴平面的投影的Y轴坐标距离，其中A’为光学成像元件A在XY轴平面坐标系上的垂直投影，O’为光源O穿过光学成像元件A后在像素坐标系内的成像，Y(O’A’)表示从A’点到O’点在Y轴方向的坐标距离，PixelY(O’)表示O’点在PixelY轴的像素坐标，PixelY(A’)表示A’点在PixelY轴的像素坐标，(Y)表示转换因子，PixelY(A’)、PixelY(O’)、(Y)为已知量；

根据公式Y(O’)＝Y(A’)+Y(O’A’)，获取成像的Y轴坐标，其中Y(A’)为为垂直投影A’的Y轴坐标。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据空间直线方程计算目标上的单色光源的空间坐标的步骤，具体为：

计算至少两个空间直线方程的交点，所述交点的坐标即为光源的空间坐标；或者，

在无法计算出交点的情况下，找出两条直线之间距离最短的线段，取该线段的中点作为光源的空间坐标；或者，

当有两个以上的空间直线方程时，每两个方程计算一个估算坐标获得估算坐标的集合，将与所述集合中每个估算坐标的距离的平方和最小的点作为光源坐标。

6.一种目标定位装置，其特征在于，所述装置包括：

成像获取单元，用于获取目标上的单色光源在感光器件上的成像的像素坐标，所述成像为单色光源穿过图像显示设备上光学成像元件后在所述感光器件上留下的成像，所述光学成像元件包括包含薄膜滤光片的小孔或凸透镜；

目标定位单元，用于根据所述成像获取单元获取的单色光源在感光阵列上成像的像素坐标计算所述目标的空间坐标。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述成像获取单元包括：

至少两个光学成像元件，用于在点光源穿过时过滤其他光源，只允许特定的单色光通过；

与所述光学成像元件的数量对应的感光器件，用于使单色光通过所述光学成像元件后在感光器件上形成成像；

成像坐标记录子单元，用于获取单色光源在所述感光器件上成像的像素坐标。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述目标定位单元具体包括：

成像空间坐标计算模块，用于根据所述成像获取单元获取的单色光源在感光阵列上成像的像素坐标计算该成像的空间坐标；

空间直线方程建立模块，用于根据所述成像空间坐标计算模块计算的成像的空间坐标和光学成像元件的空间坐标建立空间直线方程；

光源空间坐标计算模块，用于根据所述空间直线方程建立模块建立的空间直线方程计算所述目标上的单色光源的空间坐标。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述光源空间坐标计算单元具体包括：

交点计算子模块，用于直接计算两条空间直线方程的交点；

光源坐标估算子模块，用于在所述交点计算子模块无法计算出交点的情况下，计算两条直线之间距离最短的线段，取该线段的中点作为光源的空间坐标；或者，

当有两个以上的空间直线方程时，每两个方程计算一个估算坐标获得估算坐标的集合，将与所述集合中每个估算坐标的距离的平方和最小的点作为光源坐标。

10.一种图像显示设备，其特征在于，所述图像显示设备包括如权利要求6-9任一权利要求所述的目标定位装置。

Images