[发明专利]具有光学跟踪器的NTE显示系统和方法

权利要求书

1.一种用于在操作环境内跟踪第一对象的位置和取向的光学跟踪器系统，其包括：

预测模块，其被配置成确定所述第一对象的预测位置和取向作为空间预测；

显示模块，其被耦合到所述预测模块并且被配置成接收所述空间预测，所述显示模块被配置成基于所述空间预测来生成用于基准符号的显示命令；

跟踪器显示单元，其被布置在所述操作环境内并与第一对象分开，所述跟踪器显示单元被耦合到所述预测模块并且被配置成接收所述显示命令，所述跟踪器显示单元被配置成基于所述显示命令来显示基准符号，其中所述跟踪器显示单元是主动矩阵显示设备；

相机单元，其被安装在第一对象上并被配置成捕获显示在所述跟踪器显示单元上的基准符号的图像作为所显示的基准符号的捕获外观；以及

位置确定模块，其被耦合到所述相机单元并且被配置成接收来自所述相机单元的所述基准符号的图像，所述位置确定模块被配置成识别所述基准符号并且基于所显示的基准符号的捕获外观来确定所述第一对象的位置和取向。

2.根据权利要求1所述的光学跟踪器系统，其中在单个基板上形成所述跟踪器显示单元。

3.根据权利要求1所述的光学跟踪器系统，其中所述显示模块被配置成在所述跟踪器显示单元上显示具有来自所述空间预测的视角的标称外观的基准符号。

4.根据权利要求3所述的光学跟踪器系统，其中所述位置确定模块被配置成将所述基准符号的捕获外观与所述标称外观进行比较以确定所述第一对象的位置和取向。

5.根据权利要求1所述的光学跟踪器系统，其中所述位置确定模块被配置成确定具有六个自由度（DOF）的第一对象的位置和取向。

6.根据权利要求1所述的光学跟踪器系统，进一步包括被配置成设置在主体头部上作为所述第一对象的结构。

7.根据权利要求1所述的光学跟踪器系统，进一步包括被配置成设置在主体头部上作为所述第一对象的结构。

8.根据权利要求1所述的光学跟踪器系统，其中所述显示模块被配置成在所述跟踪器显示单元上将所述基准符号显示为具有非对称特征的交叉线的网格。

9.根据权利要求1所述的光学跟踪器系统，其中所述显示模块被配置成在所述跟踪器显示单元上将所述基准符号显示为嵌套的一对旋转基准符号。

10.根据权利要求1所述的光学跟踪器系统，进一步包括被插入在所述跟踪器显示单元和所述相机单元之间的光学修改器，其被配置成针对所述相机单元的图像来改变所述基准符号的外观，以及其中所述光学修改器包括折射元件、非球面透镜、多个平行反射表面元件或多个镜面反射镜中的至少一个。