CN221199924U - 一种无源红外反射定位信标 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于无源定位技术领域，具体涉及一种无源红外反射定位信标，包括：红外滤光透镜和反光组件，所述红外滤光透镜与所述反光组件可拆卸连接；红外滤光透镜呈“凸”字形状，所述红外滤光透镜用于聚焦红外光线；所述反光组件用于反射红外光线。本实用新型提供的无源红外反射定位信标能够大幅提升无源红外反射信标反射光的亮度，从而提高无源红外反射信标的被识别率。

Description

一种无源红外反射定位信标

技术领域

本实用新型属于定位技术领域，具体涉及一种无源红外反射定位信标。

背景技术

现有的定位系统中，通常依赖于有源信标，有源信标需要消耗能量，并且需要定期维护，无源信标可以克服以上缺点，无源信标不需要外部电源，可以通过反射其他信号实现通信，实现更精准的定位。将无源信标应用在指挥棒上，则称为无源指挥棒。然而，现有技术中的无源指挥棒上的无源红外信标为一体装置且亮度不够，常常识别失败，影响定位跟踪的效果。

基于以上，如何设计一种又小又亮的无源红外信标，提高信标的被识别率，是亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中无源红外反射信标容易被识别失败的问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：

本实用新型提供一种无源红外反射定位信标，包括：

红外滤光透镜和反光组件，所述红外滤光透镜与所述反光组件可拆卸连接；

所述红外滤光透镜呈“凸”字形状，所述红外滤光透镜用于聚焦红外光线；

所述反光组件用于反射红外光线。

进一步地，还包括：红外滤光片；

所述红外滤光片设置在所述红外滤光透镜与所述反光组件之间，通过所述红外滤光透镜和所述反光组件构成无源红外反射定位信标的反射光路；

所述红外滤光片用于筛选特定波长的红外光线。

进一步地，所述红外滤光透镜采用聚碳酸酯制成，透光率大于90％。

进一步地，所述红外滤光片直径为5.8mm，厚度为1mm。

进一步地，所述红外滤光片选用红外光学材料，所述红外光学材料的特性为：可阻断850nm波长的红外光并且通过率50％，小于780nm波长的红外光和可见光全部不通过，940nm及以上的红外光通过率大于85％。

进一步地，所述反光组件凹面呈抛物线结构，用于将正方向进来的平行光汇聚到一点。

进一步地，所述反光组件的材料为铝。

进一步地，所述反光组件上镀有反光层。

进一步地，所述反光组件设置有螺旋状固定装置，用于与安装设备可拆卸连接。

进一步地，所述红外滤光透镜和红外滤光片采用相同的红外光学材料。

可以理解为，本实用新型提供一种无源红外反射定位信标，包括：红外滤光透镜和反光组件，所述红外滤光透镜与所述反光组件可拆卸连接；红外滤光透镜呈“凸”字形状，所述红外滤光透镜用于聚焦红外光线；所述反光组件用于反射红外光线。本实用新型提供的无源红外反射定位信标能够大幅提升无源红外反射信标反射光的亮度，从而提高无源红外反射信标的被识别率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的一种无源红外反射定位信标结构示意图一；

图2是本实用新型提供的一种无源红外反射定位信标中红外滤光透镜结构示意图；

图3是本实用新型提供的一种无源红外反射定位信标结构示意图二；

图4是本实用新型提供的有反射光路的一种无源红外反射定位信标结构示意图；

图5是本实用新型提供的一种无源红外反射定位信标结构示意图三。

图中：

1、红外滤光透镜；11、遮光部；2、反光组件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

请参阅图1，图1是本实用新型提供的一种无源红外反射定位信标结构示意图一，如图1所示，包括：

红外滤光透镜1和反光组件2，所述红外滤光透镜1与所述反光组件2可拆卸连接；

所述红外滤光透镜1用于聚焦红外光线；

所述反光组件2用于反射红外光线。

在一个实施例中，所述无源红外反射定位信标安装在指挥棒上，应用于游乐场的游乐项目中，用一个特殊能辨别入射红外光不同波长红外光强度的摄像头；或为降低成本用两个普通红外摄像头，其中一个摄像头上加能通过940nm波长红外光的滤镜，另一个摄像头加专门通过850nm±30nm波长光线的滤镜，使用时需要保证两个摄像头放在一起，摄向同一方向，焦段采用相同焦段，这样能保证处理图像时两个图像同样像素点附近看到的是同一物体。不管用一个特殊摄像头还是两个加了滤镜的摄像头，再添加1个或多个940nm波长和850nm波长的红外补光灯，将补光灯与摄像头放在一起，补光方向与摄像机看向方向保持一致。再将摄像头接入图像处理设备，设备可以是计算机也可以是单片机等有计算能力的芯片，再编写特定程序加条件识别无源红外反射信标的运动轨迹，从而完成游乐场景的魔术控制效果。

上述所述无源红外反射定位信标除了可以用于游乐场的游乐项目中，还可以应用于展览馆，或用于家里控制电器等等，具体应用场所不做具体限定，主要用于实现无源定位的功效。

识别信标有两个关键点，这两个关键点使得摄像头能有效识别信标而不把别的物体识别成信标。

1.要求摄像头内采集的红外光亮点达到一定阈值，而且像素点占用要少，保证一个又亮又小的东西。如果采集的物体不够亮或太大都不认为是信标。

2.要求过滤后的亮点，在运动过程中亮度变化差值要小于一定预设阈值。

本实用新型所设计的无源红外反射定位信标的结构，其结构设计特性具有入射方向射来的光大部分还返回入射方向的特点，红外补光也是从摄像头方向射来，这可以满足第一个关键点。同时，本实用新型所设计的无源红外反射信标正指向摄像头或稍偏转没有指向摄像头反射光到摄像头的亮度都是很强且基本亮度稳定不变，可满足第二个关键点。所以本实用新型所提供无源红外反射定位信标是一种又小又亮的无源红外信标，能够提高信标的被识别率。

需要说明的是，摄像头不属于本申请保护范围，本申请未对摄像头进行改进。上述旨在说明摄像头是如何定位无源反射红外定位信标的原理。

可以理解为，本实用新型提供一种无源红外反射定位信标，包括：红外滤光透镜和反光组件，所述红外滤光透镜与所述反光组件可拆卸连接；所述红外滤光透镜用于聚焦红外光线；所述反光组件用于反射红外光线。本实用新型提供的无源红外反射定位信标能够大幅提升无源红外反射信标反射光的亮度，从而提高无源红外反射信标的被识别率。

请参阅图2，图2是本实用新型提供的一种无源红外反射定位信标中红外滤光透镜结构示意图。

如图2所示，所述红外滤光透镜1包括中心部、斜面和平面，所述中心部用于将射入的光线反射回去，斜面和平面用于吸收红外补光灯或自然光中的光源进入内部反光组件2，将光线汇聚之后集中从中心部反射回去，并与反光组件2形成反射光路，该反射光路可以将射入的光线反射回去。其中，具有反光功能的中心部不易过大，建议直径在16毫米以下，摄像头与无源红外发射定位信标的距离可根据现场实际情况做调整设置。

因为摄像头可判定探测到多少像素点。同样大小的亮点离摄像头越远也越小。所以可根据实物在现场放到认为合适的距离看实际摄像头占用像素来设定。一般建议直径不超过16毫米。这样用来探测轨迹的摄像头中形成的图像点也不会过大。因为摄像头判定机制里有过滤条件是光斑大小，光斑过大将会被过滤掉，认为不是信标。因为摄像头判定机制里还有过滤条件是光强，识别算法根据现场探测情况设定光强阈值，要求信标另一个特性是要足够亮，反光不好的物体足够大也可能够亮，若判断亮度足够还是容易误识别，所以要求信标又小又亮。

请参阅图3，图3是本实用新型提供的一种无源红外反射定位信标结构示意图二。如图3所示，为了防止反光组件2的边缘反光，影响光线的强度，本申请在红外光透镜的平面边缘处设置有遮光部11，所述遮光部11用于遮挡反光组件2的外边缘。

需要说明的是，本申请对遮光部11的形状不做具体限制，本领域技术人员可根据实际需求设计遮光部11的形状，只要能遮挡住反光组件2的外边缘即可。

作为上述实施例的进一步改进，在一些实施例中，还包括红外滤光片，所述红外滤光片设置在所述红外滤光透镜1与所述反光组件2之间，通过所述红外滤光透镜1和所述反光组件2构成无源红外反射定位信标的反射光路；所述红外滤光片用于筛选特定波长的红外光线。

在一个实施例中，红外滤光片直径为5.8mm，厚度为1mm。红外滤光片的材料和红外滤光透镜1材料相同。

需要说明的是，本申请对于红外滤光片的直径、厚度以及材料不做具体限制，本领域技术人员可根据实际需求，适度调整红外滤光片的直径、厚度和材料，以适应现场需求。

在现有技术中，无源红外反射信标的反光组件2与红外滤光透镜1一般为一体式设计，为了降低了工艺难度与节约制造成本，本实用新型所提供的无源红外反射信标的结构优选设计为可拆卸结构，这样设计易于根据实际使用情况进行调整红外滤光片的厚度，使得无源红外反射信标可以根据实际情况调整，适用范围广，相比于将红外滤光透镜整体做成一个充满反光组件2内部的形状造成不可调整更具有优势。

一些实施例中，所述红外滤光片选用红外光学材料，所述红外光学材料具有如下特性：可阻断850nm波长的红外光并且通过率为50％、小于780nm波长的红外光和可见光全部不通过、940nm及以上的红外光通过率大于85％。

需要说明的是，红外光学材料为现有技术，本实用新型未对红外光学材料进行改进，本实用新型所阐述的是利用红外光学材料的特性，应用到无源红外反射定位信标。

请参阅图4，图4是本实用新型提供的有反射光路的一种无源红外反射定位信标结构示意图。如图4所示，所述反光组件2为抛物线结构。将反光组件2的外形设计为抛物线结构，是为了利用抛物线的特性，具体可以将正方向进来的平行光汇聚到设计好的焦点位置处。

焦点被设计在红外滤光透镜1的中心部位，这样可以利用透镜设计好的吸收光线和中心部位的入射光，反射后聚集在透镜中心，大幅提升信标反射需识别光的亮度。且和红外滤光透镜1结合，能保证入射光从哪个方向过来基本还反射回哪个方向，提高反射率，从而提供无源红外反射定位信标的被识别率。

所述红外滤光透镜1可以采用聚碳酸酯制成，透光率大于90％。红外滤光透镜1的材料还可以是ABS、PMMA等具有高透红外特性的材料，在高透红外材料里面掺有过滤可见光和不想要的红外波段的光的效用成分，透光率大于90％。

ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可任意变化，制成各种树脂。

聚碳酸酯(英文简称PC)，又称PC塑料，是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。

有机玻璃(Polymethyl methacrylate)是一种通俗的名称，缩写为PMMA。此高分子透明材料的化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯，是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的高分子化合物。是一种开发较早的重要热塑性塑料。有机玻璃分为无色透明、有色透明、珠光、压花有机玻璃四种。有机玻璃俗称亚克力、中宣压克力、亚格力，有机玻璃具有较好的透明性、化学稳定性，力学性能和耐候性，易染色，易加工，外观优美等优点。有机玻璃又叫明胶玻璃、亚克力等。

在一个实施例中，所述反光组件2的材料为铝。所述反光组件2上镀有反光层。将红外滤光片放入反光组件2内再安装上具有反光功能的红外滤光透镜。这样安装方便，生产也方便，节约生产成本。

需要说明的是反光层必须含有金属，如镜子是玻璃上镀汞，只有这样的反光材料才能反射可见光和红外光。用柔性材质如亚克力薄片再镀不含金属的反光层是不反射红外光的。例如光盘，肉眼看着反光像镜子，但在红外相机下观看是几乎透明的。

因为采用直接将含金属成分的反光层直接镀在红外滤光透镜1上难度很高，如果直接将红外滤光透镜1泡入反光镀层液中镀，会把外层整体都镀上就不透光了。只用可涂镀材料涂底面，光滑度不够反光强度低。只能再做特殊结构道具先把需要透光的部位扣住遮挡住，再浸泡镶镀，各方面经济成本和时间成本都上升。所以本实用新型所提供的设计结构可以有效避免此以上弊端。

在一个实施例中，如图1与3-4所示，所述反光组件2设置有螺旋状固定装置，用于与安装设备可拆卸连接。或者，如图5所示，所述反光组件2也可以没有设置螺旋状固定装置。

在一个实施例中，安装设备为指挥棒，指挥棒上设置有安装孔，安装孔与无源红外反射信标可拆卸连接，用于固定无源红外反射信标。无源红外反射信标通过反光组件2上的螺旋状固定装置与指挥棒的安装孔可拆卸连接。

螺旋连接方式使得指挥棒与无源红外反射信标连接和拆卸更加方便，有利于设备的快速更换和维护。螺旋连接方式还使得指挥棒与无源红外反射信标能够紧密地连接在一起，具有易于安装和拆卸、结构紧凑以及适应性强的有益效果。

在一个实施例中，若安装设备较小，例如戒指，则可将反光组件2设置为光面的抛物线结构，其上没有设置螺旋状固定装置，此时可以通过胶水将无源红外反射定位信标与戒指粘合到一起。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种无源红外反射定位信标，其特征在于，包括：

红外滤光透镜和反光组件，所述红外滤光透镜与所述反光组件可拆卸连接；

所述红外滤光透镜呈“凸”字形状，所述红外滤光透镜用于聚焦红外光线；

所述反光组件用于反射红外光线。

2.根据权利要求1所述的无源红外反射定位信标，其特征在于，还包括：红外滤光片；

所述红外滤光片设置在所述红外滤光透镜与所述反光组件之间，通过所述红外滤光透镜和所述反光组件构成无源红外反射定位信标的反射光路；

所述红外滤光片用于筛选特定波长的红外光线。

3.根据权利要求1所述的无源红外反射定位信标，其特征在于，所述红外滤光透镜采用聚碳酸酯制成，透光率大于90％。

4.根据权利要求2所述的无源红外反射定位信标，其特征在于，所述红外滤光片直径为5.8mm，厚度为1mm。

5.根据权利要求2所述的无源红外反射定位信标，其特征在于，所述红外滤光片选用红外光学材料，所述红外光学材料特性为：可阻断850nm波长的红外光并且通过率50％，小于780nm波长的红外光和可见光全部不通过，940nm及以上的红外光通过率大于85％。

6.根据权利要求1所述的无源红外反射定位信标，其特征在于，所述反光组件凹面呈抛物线结构，用于将正方向进来的平行光汇聚到一点。

7.根据权利要求1或6所述的无源红外反射定位信标，其特征在于，所述反光组件的材料为铝。

8.根据权利要求7所述的无源红外反射定位信标，其特征在于，所述反光组件上镀有反光层。

9.根据权利要求7所述的无源红外反射定位信标，其特征在于，所述反光组件上设置有螺旋状固定装置，用于与安装设备可拆卸连接。

10.根据权利要求5所述的无源红外反射定位信标，其特征在于，所述红外滤光透镜和红外滤光片采用相同的红外光学材料。