定义：光学式跟踪器使用光学感知来确定对象的实时位置和方向，光学跟踪器的测量与超声波跟踪器设备类似，基于三角测量。基于光学跟踪设备主要包括感光设备（接收器）、光源（发射器）以及用于信号处理的控制器。感光设备有多种形式，如光敏二极管、普通摄像机等。光源可以是环境光、结构光（如激光扫描）或脉冲光（如激光雷达）。为了防止可见光的干扰，通常采用红外线、激光作为光源。由于光的传播速度很快，因此光学式跟踪设备最显著的优点就是速度快。具有很高的更新率和较低的延迟。比较适合实时性要求高的场合，缺点是光源与接收器之间不能有任何阻挡。

光学跟踪器使用的系统主要有3种技术，分别是标志系统、模式识别系统和激光测距系统。

（1）标志系统分为“由外向内”和“由内向外”两种方式。在“由外向内”方式中，通常是利用固定的传感器（如多台照相机或摄像机），对移动的发射器（如放置在被监测物体表面的红外线发光二极管）的位置进行追踪，并通过观察多个目标来计算它的方位。“由内向外”方式则与之恰恰相反，发射器是固定的，而传感器是可移动的，在跟踪多个目标时具有比前者更优秀的性能。

（2）模式识别系统实际上是把发光器件（如发光二极管LED）按某一阵列（即样本模式）排列，并将其固定在被跟踪对象身上，由摄像机记录运动阵列模式的变化，通过与已知的样本模式进行比较从而确定物体的位置。

（3）激光测距系统是将激光通过衍射光栅发射到被测对象，然后接收经物体表面反射的二维衍射图的传感器记录。由于衍射圈带有一定畸变，根据这一畸变与距离的关系即可测量出距离。