[发明专利]一种质点定位系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于定位技术领域，尤其涉及一种质点定位系统及方法。

背景技术

基于视觉定位是近些年来刚刚兴起的定位方法之一。主要被应用于非接触式室内空间目标点的高精度定位与观察目标的姿态测量。相关的案例有面部表情的采集，人体姿态的采集以及各类机器人的姿态估计等。目前，基于多相机空间质点定位的实用系统不多。现有的系统主要是双相机定位系统，用于深度图的测量，并不具有红外图像的捕捉功能。

发明内容

针对上述背景技术中提到现有视觉定位方法不能捕捉红外图像等不足，本发明提出了一种质点定位系统及方法。

本发明的技术方案是，一种质点定位系统，用于对物体进行定位，其特征是该系统包括红外相机、红外射灯、红外反光标志点、同步脉冲信号发生器和计算机；

所述红外相机分别与同步脉冲信号发生器和计算机连接；红外反光标志点置于所要定位的物体上；红外射灯对准红外反光标志点；

所述红外射灯用于对红外反光标志点进行照射；

所述红外相机用于接收红外反光标志点的反射光；

所述同步脉冲信号发生器用于对红外相机发送同步脉冲信号；

所述计算机对红外相机采集的信号进行处理。

所述红外相机包括外触发电路、广角镜头和高速红外工业相机。

所述红外射灯为LED广角红外射灯。

所述红外相机和同步脉冲信号发生器用同步触发线连接。

一种定位方法，其特征是该方法包括以下步骤：

步骤1：将所述红外反光标志点放置在所要定位的物体上；

步骤2：所述红外射灯对所述红外反光标志点进行照射；

步骤3：所述红外相机接收所述红外反光标志点的反射光，并计算出红外反光标志点图像的二维重心坐标；所述同步脉冲信号发生器控制所述红外相机同时将红外反光标志点图像的二维重心坐标发送给所述计算机；

步骤4：所述计算机根据红外反光标志点图像的二维重心坐标得到红外反光标志点的三维坐标。

所述红外反光标志点图像的二维重心坐标得到红外反光标志点的三维坐标的公式为：

minΣi,j||xji-PjXi||2]]>

其中：

Xⁱ是第i个红外反光标志点的三维坐标；

P_j是第j个相机的透视投影矩阵；

是第i个红外发光标志点在第j个相机中的二维坐标。

本发明能够捕捉红外图像，且结构简单，不受普通光线影响，图像上的关键信息不会淹没在噪声之中，易于提取，提高了系统的鲁棒性。同时采用广角镜头，扩大了观察范围。这样使得定位的范围广、同时保证定位精度高。

附图说明

图1是质点定位系统的结构示意图；

图2是标志点在四台高速红外工业相机中的成像位置示意；

图3是计算机的处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

本发明的目的在于提供一种适合室内使用的基于红外质点识别技术的大范围高精度定位系统，并通过把反光点放置在观察目标上，可以准确、实时地得到目标的位置量、运动速度、加速度等信息。本发明包括红外相机、红外射灯、红外反光标志点、同步脉冲信号发生器和计算机。红外相机、红外射灯、红外反光标志点的数量视具体情况而定。

本发明通过以下步骤来实现：

步骤1：将红外反光标志点放置在所要定位的物体上；

步骤2：红外射灯对红外反光标志点进行照射；