[发明专利]基于HoloLens眼镜的空间定位方法

权利要求书

1.一种基于HoloLens眼镜的空间定位方法，其特征在于：在所述HoloLens上设置标定件，该标定件至少包括3个共面的标志球；方法包括以下步骤：

步骤1：以任意一个标志球为坐标原点，建立工具坐标系HoloLenstool；

步骤2：求HoloLenstool到NDI Spectra设备的旋转矩阵P_{HololenstooltoNDI}；

步骤3：利用UDP通讯读取HoloLens内的世界坐标系到本地坐标系旋转矩阵P_WorldtoLocal；

步骤4：利用改进的手眼标定算法求出HoloLens到HoloLenstool的旋转矩阵P_{HololenstoHololenstool}；

步骤5：观测空间中任意位置的物体上设置的标记点到NDI Spectra设备的旋转矩阵P_MarkertoNDI，以及工具坐标系HoloLenstool到NDI Spectra设备的旋转矩阵P_{HololenstooltoNDI}；

步骤6：求出现实中含标记点的物体到Hololens的空间位置关系；

所述现实中含标记点的物体到Hololens的空间位置关系为：

在空间中任意位置显示模型或者获取该位置相对Hololens的位置时，在该点设置标记点，根据NDI Spectra设备采集获取的P_MarkertoNDI和Hololens工具坐标系的P_{HololenstooltoNDI}及此时Hololens内部的P_WorldtoLocal，加之标定获得的P_{LocaltoHololenstool}可以根据下面公式计算获得P_{MarkertoLocal}，即任意位置点在Hololens下的坐标及姿态：

P_{MarkertoLocal}＝P_{LocaltoHololenstool}^-1*P_{HololenstooltoNDI}^-1*P_MarkertoNDI

将P_{MarkertoLocal}转化为P_{MarkertoWorld}，即

P_{MarkertoWorld}＝P_LocaltoWorld*P_{MarkertoLocal}

其中，P_{MarkertoWorld}为空间中含标记点物体到Hololens世界坐标系的旋转矩阵，P_{MarkertoLocal}为空间中含标记点物体到Hololens本地坐标系的旋转矩阵，P_MarkertoNDI为标记点到NDI Spectra设备的旋转矩阵，P_{HololenstooltoNDI}为工具坐标系Hololenstools到NDISpectra的旋转矩阵，P_WorldtoLocal为世界坐标系到本地坐标系旋转矩阵P_WorldtoLocal，P_{LocaltoHololenstool}为Hololens的本地坐标系到工具坐标系Hololenstool的旋转矩阵。

2.根据权利要求1所述的基于HoloLens眼镜的空间定位方法，其特征在于：任意两个相邻的标志球之间的距离作为标志距离，且每两个标志距离之间的差值大于2cm。

3.根据权利要求1所述的基于HoloLens眼镜的空间定位方法，其特征在于：所述工具坐标系HoloLenstool为：选取任意三个标志球，以其中一个标志球作为坐标系原点，该点与其他两点所在平面为XY平面，该点到左侧点连线方向为X轴正方向，利用正交基求出垂直于该XY平面的Z轴正方向，然后反求出Y轴正方向。