[发明专利]用于确定物体在空间中的六自由度姿态的方法和系统

摘要

一种用于确定物体在空间中的六自由度姿态的方法和系统使用了附接到该物体上的光学跟踪标记。该标记包括内部标记区域，该内部标记区域具有已知半径的圆形轮廓、以及限定了至少一个特有标记特征的标记图形。该标记的相机图像通常示出该圆形轮廓的椭圆形表示和该标记图形。基于该图像，确定描述该椭圆形表示的参数，并且使用这些参数推导出该标记在空间中的六自由度姿态。

主权项

1.一种用于确定物体在空间中的六自由度姿态的方法，所述六自由度姿态限定了该物体在空间中的3D位置和3D取向，该方法包括以下步骤：将2D光学跟踪标记附接到该物体上，所述2D光学跟踪标记包括内部标记区域，该内部标记区域具有已知半径的圆形轮廓并且具有限定了至少一个特有标记特征的标记图形，提供相机和与该相机有关的坐标系，通过使用该相机来捕捉附接到该物体上的所述2D光学跟踪标记的图像，所述图像包括由于所述相机相对于所述标记区域的总体非正交视角而产生的所述圆形轮廓的椭圆形表示，所述椭圆形表示相对于该坐标系具有半长轴、半短轴、椭圆中心点、以及椭圆取向，基于该图像，确定表示该半长轴的第一参数，确定表示该半短轴的第二参数，确定一起表示该椭圆中心点的第三参数和第四参数，并且确定表示该椭圆取向的第五参数，在该图像中标识所述至少一个特有标记特征的图像表示，确定所述图像表示与该至少一个特有标记特征之间的对应关系，基于该第一参数、该第二参数、该第三参数、该第四参数、该第五参数以及该对应关系，确定该2D光学跟踪标记在空间中的六自由度姿态，以及基于该2D光学跟踪标记的六自由度姿态来确定该物体的六自由度姿态。