[发明专利]光标定位系统及其定位方法

权利要求书

1、一种光标定位方法，其特征在于：该方法通过一图像摄取单元与拍摄物体间的相对三维运动来驱动光标的运动；

所述图像摄取单元的三维运动引起其视野中随机拍摄的物体的像点的二维运动；

根据所述随机拍摄的物体的像点的二维运动驱动光标的运动。

2、根据权利要求1所述的光标定位方法，其特征在于：

所述随机拍摄的物体作为所述图像摄取单元三维运动的瞬时测量基准；

获取随机拍摄的物体的像点的二维运动的方法为：

记录第i帧图像中瞬时测量基准的像点的位置；

通过模板匹配的方法寻找所述瞬时测量基准在第i+1帧图像中的像点；

根据上述两像点的位置计算随机拍摄的物体的像点的二维运动。

3、根据权利要求1所述的光标定位方法，其特征在于：

所述图像摄取单元为摄像机；

选取位于摄像机光轴Z轴上的空间点P(0，0，z)作为摄像机三维运动的瞬时测量基准；

所述瞬时测量基准的像点位于像平面的中心。

4、根据权利要求1所述的光标定位方法，其特征在于：

所述随机拍摄的物体作为所述图像摄取单元三维运动的瞬时测量基准；

该方法包括如下步骤；

(1)用户控制一图像摄取单元运动，所述图像摄取单元拍摄图像，并把拍摄的第i帧图像发送至一图像处理及解算单元；每经过一次拍摄，i的值加1；

(2)所述图像处理及解算单元取得瞬时测量基准的像点，并把其位置赋予位置C；

(3)所述图像处理及解算单元从所述图像摄取单元获取第i+1帧图像；

(4)所述图像处理及解算单元在第i+1帧图像中匹配寻找所述瞬时测量基准的像点；

(5)若匹配寻找瞬时测量基准的像点成功，转步骤(6)，否则转步骤(1)；

(6)把匹配寻找成功的最佳匹配位置赋予位置D；

(7)计算位置偏移向量V’＝D-C；

(8)计算光标位置Q＝Q’+V；其中，Q为本次移动后的光标位置，Q’为本次移动前的光标位置；V为光标位置补偿量，V＝k*V’，k为比例系数。

5、根据权利要求4所述的光标定位方法，其特征在于：

所述图像摄取单元摄取i帧图像时，取图像摄取单元的坐标系为相对坐标系o₀；取该坐标系中取位于z轴上的点P([0 0 z]^T)作为瞬时测量基准，瞬时测量基准P的像位于像平面的中心p₀(0 0)；

图像摄取单元发生运动(R t)后，形成新的坐标系o₁，此时摄取第i+1帧图像，瞬时测量基准P的像的位置移动到p₁(uv)；线性摄像机成像模型

suv1=A0Rt01X1]]>

=[A]([RX+t]);]]>

=f000f0001(1γ-β-γ1αβ-α100z+t1t2t3)]]>

即：sufvf1=(-βα1z+t1t2t3);]]>

uf=-βz+t1z+t3]]>

           ；

vf=αz+t2z+t3]]>

其中，A=f000f0001,]]>为摄像机内参数矩阵；R=1γ-β-γ1αβ-α1,]]>为摄像机旋转矩阵；t=t1t2t3,]]>为摄像机平动矩阵；X为瞬时测量基准在坐标系o₀中的坐标；uv]]>为瞬时测量基准的像点在像坐标系中的坐标；s为比例常数。