[发明专利]用于确定物体定位的方法和装置

说明书

本发明涉及一种确定物体——尤其是具有部件的装置中的部件——的定位，其中，‑以光学方式对布置在该物体处或布置在从该物体采集的参考物体处的至少一个采集结构进行采集，并由此获得采集信息，‑该至少一个采集结构具有沿采集结构的表面变化的点对称的光学特性分布曲线，‑将与同采集信息一起被采集的点对称的光学特性分布曲线相对应的位置相关数学函数变换为频域，从而获得第一频率相关数学函数，‑根据第一频率相关数学函数形成第二频率相关数学函数，其中，该第二数学函数根据第一频率相关数学函数的复数函数值的实部与虚部的关系分别形成，‑形成第二频率相关数学函数的至少一个函数值并将其确定为关于位置相关数学函数的对称点的位置的位置信息。

技术领域

本发明涉及一种用于确定物体——尤其是具有多个部件的装置中的部件——的定位的方法和装置。

背景技术

物体可以是固定物体和/或可移动物体。在可移动物体的情况下，可以重复地确定物体的定位，并由此跟踪物体的移动。特别是在固定物体是具有多个物体、尤其是多个部件的装置的一部分的情况下，不仅可以例如在关于该装置固定的坐标系中确定一个物体的定位，而且可以确定该装置中的多个物体的定位。

发明内容

此外，物体可以是具有多个物体、尤其是多个部件的装置的一部分。该装置例如可以是具有多种部件的复杂装置，例如机器、医疗装置(例如用于照射患者的装置和/或用于移动治疗工具的装置)。具有至少一个可移动部件的机器的示例是坐标测量机、机器人、材料施加机(例如3D打印机)或机床。具有多个部件的装置、尤其是机器可以包括用于驱动至少一个可移动部件的移动的驱动设备。然而，本发明还涉及一种具有多个部件的装置，该多个部件具有至少一个可移动部件，该至少一个可移动部件的移动也是或仅是可手动驱动的。特别地，本发明因此可以确定上述类型的装置之一中的可移动物体的定位和/或取向。

用于确定物体定位的装置尤其包括采集结构或具有多个采集结构的装置(特别是靶标，见下文)以及用于以光学方式对(多个)采集结构进行采集的采集设备。(多个)采集结构可以连接到物体，并且用于以光学方式对(多个)采集结构进行采集的采集设备可以连接到不同的物体(在可移动物体的情况下，例如连接到不会伴随该可移动物体移动的参考物体)，使得可以根据采集结构的定位或多个采集结构的多个定位得出或确定物体的定位以及可选地取向。可替代地或附加地，该一个或多个采集结构可以不连接到物体，而采集设备可以连接到物体。这两种原理的组合是可能的。例如，采集设备的一个采集单元可以连接到物体，其中，采集单元对至少一个不与物体连接的采集结构进行采集，而由采集设备的另一采集单元采集的至少一个采集结构可以连接到物体。

因此，可以确定可移动物体——尤其是相对于参考物体——的定位和/或取向。特别地，可以确定相对于固定坐标系或伴随另一部件或患者一起移动的坐标系的定位和/或取向。

例如从DE 10 2015 205 738 A1中已知基于以光学方式对采集结构进行采集来采集坐标测量机的可移动部分的定位和/或取向。如在本发明的实施例中，物体的定位和/或其取向也可以用于通过开环或闭环控制来控制可移动部分的移动。

要采集的移动自由度的数量或被采集的移动自由度的数量、以及因此还有相对于其要确定或确定定位和/或取向的坐标轴和/或旋转轴，可以具有不同的大小。举例来说，可以相对于移动或坐标轴中的一个、两个或三个线性轴来确定定位。可替代地或附加地，可以相对于一个、两个或三个旋转轴来确定取向和/或将取向确定为二维或三维坐标系中的取向向量。

在一种特定配置中，多个采集结构形成具有多个采集结构的装置，其中，为了确定可移动物体的定位和/或取向，以光学方式对多个采集结构进行采集。在这种情况下，一个或多个采集结构可以可选地由同一采集单元(例如，数码相机)采集。具有彼此直接连接(即，不仅仅经由可移动物体或参考物体)的采集结构的装置也被称为标记物或靶标。