[发明专利]包括光学传感器和非光学传感器的导航系统

权利要求书

1.一种用于跟踪对象的导航系统，所述导航系统包括：

光学传感器；

跟踪器，用于安装至所述对象，所述跟踪器包括三个标志器以及非光学传感器，其中所述光学传感器配置为从所述标志器顺序地接收光学信号以及所述非光学传感器配置为生成非光学信号；以及

计算系统，配置为：

基于来自第一标志器的第一光学信号，确定在第一时间处所述标志器中的第一标志器的位置；

基于所述第一光学信号和来自所述非光学传感器的非光学信号，确定在所述第一时间处所述标志器中的第二标志器和第三标志器的每个的位置；以及

使所述第一标志器、第二标志器和第三标志器的确定的位置与所述对象相关以跟踪所述对象的位置。

2.根据权利要求1所述的导航系统，其中所述非光学传感器设置在相对于所述标志器中的每一个的已知位置中。

3.根据权利要求1所述的导航系统，其中所述标志器是无源反射器。

4.根据权利要求1所述的导航系统，其中所述标志器是有源发射器。

5.根据权利要求4所述的导航系统，其中所述有源发射器是发光二极管。

6.根据权利要求1所述的导航系统，其中所述光学传感器容纳在摄像机单元中以及所述摄像机单元包括第二光学传感器和第三光学传感器。

7.根据权利要求6所述的导航系统，其中所述光学传感器是一维电荷耦合装置。

8.根据权利要求1所述的导航系统，包括具有第二非光学传感器和三个标志器的第二跟踪器。

9.根据权利要求1所述的导航系统，其中所述计算系统包括处理器，所述处理器通过基于所述第一光学信号计算所述第一标志器的第一速度以及通过基于所述第一速度和所述非光学信号计算所述第二标志器和第三标志器的速度来计算在第一时间处所述第二标志器和第三标志器的所述位置。

10.根据权利要求1所述的导航系统，其中所述计算系统配置为在初始时间处测量所述第一标志器、第二标志器和第三标志器的初始位置以建立初始位置数据。

11.根据权利要求10所述的导航系统，其中所述计算系统配置为通过顺序地点亮所述第一标志器、第二标志器和第三标志器以向所述光学传感器发送光信号来测量所述第一标志器、第二标志器和第三标志器的所述初始位置以建立所述初始位置数据。

12.根据权利要求10所述的导航系统，其中所述计算系统配置为在建立所述初始位置数据时计算所述第一标志器、第二标志器和第三标志器的速度并且配置为将计算的速度与预定阈值相比较。

13.根据权利要求10所述的导航系统，其中所述计算系统配置为将在所述初始时间处的所述第一标志器、第二标志器和第三标志器的测量的初始位置与存储在所述计算系统中的所述第一标志器、第二标志器和第三标志器的模型相比较。

14.根据权利要求13所述的导航系统，其中所述计算系统配置为使所述第一标志器、第二标志器和第三标志器与所述模型匹配并且提供到所述模型的最佳拟合。

15.根据权利要求14所述的导航系统，其中所述计算系统配置为使一个或者多个虚拟标志器与所述模型匹配以提供到所述模型的所述最佳拟合。

16.根据权利要求13所述的导航系统，其中所述计算系统配置为生成从跟踪器坐标系到定位器坐标系的变换矩阵。

17.根据权利要求1所述的导航系统，其中所述计算系统配置为计算所述第一标志器的线速度矢量。