[发明专利]光学跟踪系统及光学跟踪系统的标记部姿势算出方法

摘要

光学跟踪系统包括标记部、成像部及处理部。标记部包括具有特定信息的图案及从图案隔开配置且具有第1焦距的第1透镜。成像部包括具有第2焦距的第2透镜及成像单元，所述成像单元从第2透镜隔开配置，借助于第1透镜和第2透镜而成像图案的图像。处理部从图案的图案面上的坐标与图案的图像上的像素坐标之间的坐标变换式决定标记部的姿势，利用决定的标记部的姿势，跟踪标记部。因此，能够以更单纯容易的方法准确跟踪标记部。

主权项

1.一种光学跟踪系统，其中，包括：标记部，其包括具有特定信息的图案及从所述图案隔开配置且具有第1焦距的第1透镜；成像部，其包括具有第2焦距的第2透镜及成像单元，所述成像单元从所述第2透镜隔开配置，借助于所述第1透镜和所述第2透镜而成像所述图案的图像；及处理部，其从所述图案的图案面上的坐标与所述图案的图像上的像素坐标之间的坐标变换式决定所述标记部的姿势，利用决定的所述标记部的姿势，跟踪所述标记部；其中，所述处理部获得如下矩阵：第1变换矩阵，其把与所述图案的图案面上的坐标相应的第1坐标变换成，与对于所述标记部的所述第1透镜的三维坐标相应的第2坐标；及第2变换矩阵，其把与所述第2坐标的对于所述第2透镜的三维坐标相应的第3坐标变换成，与所述成像部的所述图案的图像上的像素坐标相应的第4坐标；所述坐标变换式定义为包括所述第1变换矩阵及所述第2变换矩阵，把所述第1坐标变换成所述第4坐标；所述处理部从所述坐标变换式，获得定义所述标记部的姿势的姿势定义矩阵；所述坐标变换式根据下述数学式定义；(u,v)为所述第1坐标，(u',v')为所述第4坐标，[C]为所述第1变换矩阵，[A]为所述第2变换矩阵，[R]为所述姿势定义矩阵，s为比例常数；所述处理部获得对于所述第1坐标及所述第4坐标的多个数据，根据应用了所述获得的多个数据的如下数学式获得所述姿势定义矩阵：(u₁,v₁),…,(u_n,v_n)为所述第1坐标的数据，(u’₁,v'₁),…,(u’_n,v'_n)为所述第4坐标的数据，(u’_c,v'_c)为与所述图案中心对应的所述图案的图像上的像素坐标，f_c为所述第2焦距，pw为所述图案的图像的像素宽度，ph为所述图案的图像的像素高度。