跟踪系统及利用其的跟踪方法_3

文档序号:9353756阅读:来源:国知局
65] 从所述第一光源150、所述第二光源151以点照明形态向所述标记110、111、112释 放的光,被所述第一至第三标记110、111、112而反射,向透镜部120侧进行反射(S120)。
[0066] 如果更详细地进行说明,从所述第一光源150释放的光,直接被所述第一至第三 标记110、111、112的表面中的一个地点而反射,从而通过第一至第三光程AX1、AX2、AX3,向 透镜部120侧进行反射,从所述第二光源151释放的光,照射于所述分束器160, 一部分通过 所述分束器160,其余的被所述分束器160而反射,从而通过第四至第六光程AX4、AX5、AX6, 通过所述透镜部120后,向所述第一至第三标记110、111、112的珠心方向释放。
[0067] 通过所述第一至第六光程AX1、AX2、AX3、AX4、AX5、AX6而通过了所述透镜部120 的光,在成像单元130中按每个标记110、111、112为单位完成一对标记影像的成像(S130)。
[0068] 如果更详细地进行说明,从所述第一光源150释放并通过第一光程AX1而被所述 第一标记110而反射,从而通过透镜部120的光,在所述成像单元130中完成第一标记110 的第一标记影像的成像,从所述第二光源151释放并通过第四光程AX4而被所述第一标记 110而反射,从而通过透镜部120的光,在所述成像单元130中完成所述第一标记110的第 二标记影像的成像。另外,从所述第一光源151释放并通过第二光程AX2而被所述第二标 记111反射,从而通过透镜部120的光,在所述成像单元130中完成第二标记111的第一标 记影像的成像,从所述第二光源151释放并通过第五路径AX5而被所述第二标记111而反 射,从而通过透镜部120的光,在所述成像单元130中完成所述第二标记111的第二标记影 像的成像。另外,从所述第一光源150释放并通过第三光程AX3而被所述第三标记112而 反射,从而通过透镜部120的光,在所述成像单元130中完成第三标记112的第一标记影像 的成像,从所述第二光源151释放并通过第六光程AX6而被所述第三标记112而反射,从而 通过透镜部120的光,在所述成像单元130中完成所述第三标记112的第二标记影像的成 像。
[0069] 如上所述,第一至第三标记110、111、112的第一、二标记影像在所述成像单元130 中完成成像后,利用在所述成像单元130中完成成像的所述第一至第三标记110、111、112 的第一、二标记影像,通过处理器140算出所述第一至第三标记110、111、112的三维坐标 (S140)〇
[0070] 下面对算出所述第一至第三标记110、111、112的三维坐标的步骤进行更详细说 明。
[0071] 为了算出所述各标记110、111、112的三维坐标,首先,通过所述处理器140,利用 在所述成像单元130中完成成像的各标记110、111、112的第一、二标记影像的成像位置信 息,算出所述各标记110、111、112的二维中心坐标(S141)。
[0072] 对算出所述各标记110、111、112的二维中心坐标的过程进行更详细地说明。为了 说明的便利,在图5及图6中,以第一至第三标记与透镜部水平地配置成一列的情形为例进 行说明。而且,通过对所述多个标记与透镜部水平地配置成一列的状态进行说明,从而在附 图中省略了分束器。
[0073] 另外,如图1所示,对于从第二光源151向各标记110、111、112的珠心方向释放 后,被所述各标记110、111、112而反射,通过第四至第六光程AX4、AX5、AX6流入成像单元 130,从而完成成像的第一至第三标记110、111、112的多个第二标记影像的成像位置,由于 与透镜部120的中心线CL一致,因而在图5及图6中省略。
[0074] 如图5及图6所示,从第一光源150释放的光源通过第一至第三光程AX1、AX2、 AX3,在各标记110、111、112的互不相同地点的表面进行反射,在所述成像单元130中完成 成像。因此,从所述第一光源150释放后,被所述各标记110、111、112而反射,通过第一至 第三光程AX1、AX2、AX3从而通过了透镜部120后,流入成像单元130并完成成像的第一至 第三标记110、111、112的多个第一标记影像,在所述成像单元130内,在互不相同的位置完 成成像。
[0075] 因此,所述处理器140可以利用所述各标记110、111、112的第一标记影像的成像 位置信息、所述第二标记影像的成像位置信息、所述处理器140中已保存的所述第一光源 150、所述第二光源151的位置信息及所述第一至第三标记110、111、112的半径信息,算出 所述各标记110、111、112的二维中心坐标。
[0076] 下面对借助于所述处理器而算出多个标记的二维中心坐标的过程进行详细说明。
[0077] 如图7所示,如果把标记110、111、112的二维中心坐标定为x、y,把第一光源150 的坐标定为H,把第二光源151的坐标定为I2、J2,把由第一光源150而释放,之后被第一 标记110而反射,从而在成像单元130中完成成像的所述第一标记影像的坐标定为I、I, 把由第二光源151而释放,之后被所述第一标记110而反射,从而在成像单元130中完成成 像的第二标记影像的坐标定为U2、V2,把从所述第一光源150释放的光源,被第一标记110 而反射的地点的坐标定为Xl、yi,把从第二光源151释放的光源,被所述第一标记110反射 的地点的坐标定为X2、Y2,那么,作为从UpVi朝向xi、yi的向量、从U2、V2朝向X2、乙的向量、 从Ii、朝向x^yi的向量、从I2、J2朝向X2、乙的向量可以表示为如同〈数学式1>。
[0078] 数学式1
[0083] 另一方面,包括仏^与义:^的直线
[0084] D、
[0085] 包括U2、乂2与X2、Y2的直线
[0086] f、
[0087] 包括点Ip1与x^ yi的直线 _8]I、
[0089] 包括12、1与X2、Y2的直线
[0090] J
[0091] 可以表示为如同〈数学式2>。
[0092] 数学式2
[0097] 其中,t2是决定该直线的长度的值。
[0098] 另一方面, ____ ww
[0099] UVIJ
[0100] 也可以表示为如同〈数学式3>。
[0101] 数学式3
[0102]
[0104] 而且,如果参照图7及图8,从所述第一光源150 (参照图7)或第二光源151 (参照 图7)释放并被第一标记110而反射的地点的坐标Xpyi,应在具有x、y中心的半径r上,而 输入于所述Xi、yi的向量之和应与连接xpyi与第一标记110的中心坐标x、y的向量方向 一致,从而半径r的平方可以表示为如同数学式4,作为从x、y向Xl、yi的向量
[0105] P
[0106] 和从x、y向x2、y2的向量
[0107] Q
[0108] 可以表示为如同〈数学式5>。
[0109] 数学式4
[0110] (X-x)2+(Y-y)2=r2
[0116] 另一方面,如果利用在〈数学式4>和〈数学式5>中公开的4个数学式,那么,关 于x、y、Vt2的误差E可以表示为如同〈数学式6>。
[0117] 数学式6
[0118]
[0119] 在所述〈数学式6>中,变数为t2、x、y,因而借助于处理器140,算出作为第一 标记110的二维中心坐标x、y。
[0120] 所述处理器140反复如上所述的过程,还将算出第二标记111与第三标记112的 二维中心坐标。
[0121] 另一方面,对算出从所述第一光源150或所述第二光源151释放的光在第一标记 110的表面反射的地点的坐标的过程进行说明。
[0122] 如图9所示,把第一标记110的半径定为"r",把透镜部120的中心坐标定为(0、 〇),把第一光源150的位置定为(0、d),把第一标记110的中心定为(e、f),把从第一光源 150释放的光在第一标记150的表面反射的地点的坐标定为(x、y)。
[0123] 数学式7
[0124] (x-e) 2+ (y-f) 2=r2----------------------------(1)
[0125] y = (tan 9-tan 9 ' ) / (1+ta
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