[发明专利]精确定位系统

权利要求书

1.一种精确定位系统，包括：

成像面板，其中心区域由光学滤光材料制成，用于去除不需要的光谱，其余区域由扩散材料制成，用于投射人工标记图像的形成；

摄像机，其或者通过成像面板的滤光器捕获无源的人工标记图像，或者捕获在成像面板上形成的投射人工标记图像；

惯性测量单元，其用于测量系统的姿态；

高度计，其用来测量系统高度；以及

MCU，其获取相对于世界坐标系的系统全局姿态。

2.一种人造标记，其为无源形式或由标记投射仪投射，包括：

结合了大、中、小二维码以及围绕二维码的实心、空心的圆和正方形组的子标记；

小的二维码嵌套在大的二维码内部或外部；

在水平和垂直方向上，围绕二维码放置了实心或空心的圆和正方形组；

实心或空心的圆按组排列，其中实心圆表示“1”，空心圆表示“0”，并且组内的实心圆和空心圆的组合表示子标记在水平方向上的位置。例如，从左到右计数，七个空心圆后跟一个实心圆表示二进制“00000001”，指示该子标记的水平位置；

实心或空心的正方形按组排列，实心正方形表示“1”，空心正方形表示“0”，并且组内的实心和空心的正方形的组合表示子标记在垂直方向上的位置。例如，从下到上，六个空心正方形后跟两个实心正方形表示二进制“00000011”，指示该子标记的垂直位置。

3.根据权利要求1和2所述的系统，其特征在于：如果摄像机通过成像面板的滤光镜捕获了固定位置的无源标记的二维码类型子标记，则：

能够得到子标记相对于摄像机坐标系的姿态，并利用定位系统与摄像机坐标系、子标记和标记坐标系、标记和世界坐标系之间的已知关系获得定位系统相对于世界坐标系的全局姿态；

在已知子标记尺寸、获得的以像素为单位的子标记图像尺寸、以及摄像机的焦距的情况下，定位系统与无源标记之间的距离将可获得。

4.根据权利要求1和2所述的系统，其特征在于：如果摄像机通过成像面板的滤光镜捕获了在固定位置的无源标记的圆型子标记，则：

能得到子标记相对于摄像机坐标系的姿态，并利用定位系统和摄像机坐标系、子标记和标记坐标系、标记和世界坐标系之间的已知关系获得定位系统相对于世界坐标系的全局姿态；

组中的实心和空心的圆的组合表示子标记在标记坐标系的X方向上的位置，例如，从左到右计数，组中七个空心圆后跟一个实心圆表示二进制“00000001”，表示其唯一位置；

在已知子标记尺寸、获得的以像素为单位的子标记图像尺寸、以及摄像机的焦距的情况下，定位系统与无源标记之间的距离将可获得。

如果仅捕获了组中子标记的实心或空心的圆的一部分，尽管无法获得子标记的精确姿态，但仍能够获得其方位，因此能获得定位系统相对于世界坐标系的全球方位。

5.根据权利要求1和2所述的系统，其特征在于：如果摄像机通过成像面板的滤光镜捕获了固定位置的无源标记的正方形子标记，则：

能得到子标记相对于摄像机坐标系的姿态，并利用定位系统与摄像机坐标系、子标记和标记坐标系、标记和世界坐标系之间的已知关系获得定位系统相对于世界坐标系的全局姿态；

组中的实心和空心的正方形的组合表示子标记在标记坐标系的Y方向上的位置，例如，从下到上计数，六个空心正方形跟着两个实心正方形表示二进制“00000011”，指示其唯一的位置；

在已知子标记尺寸、获得的以像素为单位的子标记图像尺寸、以及摄像机的焦距的情况下，定位系统与无源标记之间的距离将可获得。

如果仅捕获了组中子标记的实心或空心的正方形的一部分，尽管无法获得子标记的确切姿态，但仍能够获得其方位，因此能获得定位系统相对于世界坐标系的全球方位。