[发明专利]用于对移动对象进行反向光学跟踪的系统和方法

权利要求书

1.一种跟踪移动对象的方法，所述方法包括以下步骤：

通过基本光学图案的独特组合的检测和配准来自动地调节跟踪区域；以及

通过检测基本光学图案的独特组合并且将所述基本光学图案与在自动调节所述跟踪区域的步骤期间配准的所述基本光学图案的独特组合进行比较来跟踪移动对象的位置和/或取向的改变。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，自动调节所述跟踪区域的步骤包括以下步骤：

(S1)定义跟踪区域；

(S2)确定跟踪窗口的尺寸并且将跟踪窗口放置在初始位置；

(S3)定义由跟踪窗口内的标记形成的基本光学图案；

(S4)形成“星座”候选者的ID；

(S5)验证“星座”候选者的独特性，并且如果不是独特的，则标记所述“星座”候选者的ID；

(S6)将所述“星座”候选者的ID记录到“星座”表中；

(S7)将所述跟踪窗口旋转预定义角度；

(S8)对所述旋转的跟踪窗口执行步骤S2-S6；

(S9)验证是否已经执行了所需的旋转次数，并且在必要时重复步骤S7、S8；

(S10)将所述跟踪窗口移位预定义节距；

(S11)对所述移位的跟踪窗口执行步骤S2-S9；

(S12)验证所述跟踪区域是否被完全覆盖，并且在必要时重复步骤S10、S11；以及

(S13)从所述“星座”表中删除所述“星座”候选者的非独特ID。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，对于“星座”候选者的每个ID和对于其子“星座”候选者的每个ID执行步骤S4、S5、S6和S13。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，在步骤S2之前，将所述跟踪区域的投影划分为单元，并且在步骤S2中，能够以单元的数量指定所述跟踪窗口的尺寸。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，跟踪所述变化的步骤包括以下步骤：

(S21)从处于所述移动对象上的光学传感器读取图像并且预处理所述图像；

(S22)检测由跟踪窗口内的标记形成的基本光学图案；

(S23)形成“星座”的ID；

(S24)使用“星座”表识别所述“星座”的ID；以及

(S25)基于在步骤S24中识别的“星座”确定所述移动对象的位置和取向。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤S21包括以下步骤：

(S31)从所述光学传感器读取图像；

(S32)补偿所述图像的几何失真；

(S33)可选地将所述图像投影到操作平面上；

(S34)对所述图像进行归一化；以及

(S35)在所述图像中分配所述跟踪窗口。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤S22包括以下步骤：

(S41)在所述跟踪窗口内，选择与所述标记对应的三个点；

(S42)在所选择的三个点中确定两个参考点；

(S43)对于所述两个参考点，根据基本光学图案确定第三点的标称位置；

(S44)确定所述第三点的实际位置与所述第三点的标称位置之间的偏差值δ；

(S45)验证所述偏差值δ，并且如果所述偏差值δ没有超过预定阈值，则(S46)在基本光学图案候选者的列表中列出所述三个点的组合，如果所述偏差值δ超过预定阈值，则(S47)丢弃所述三个点的所述组合；

(S48)验证是否已经处理了所述三个点的所有可能组合，并且在必要时重复步骤S41-S47；

(S49)基于所述偏差值δ挑选基本光学图案候选者的列表；

(S50)从基本光学图案候选者的列表中选择具有最小偏差值δ的基本光学图案候选者；

(S51)验证在所述基本光学图案候选者中是否存在任何使用的点，并且如果在其中存在至少一个使用的点，则(S52)丢弃所述基本光学图案候选者，否则，如果在其中不存在使用的点，则(S53)在有效基本光学图案的列表中列出所述基本光学图案候选者，并且所列出的基本光学图案的所有点被标记为已使用；以及

(S54)对剩余的基本光学图案候选者执行步骤S50-S53。