[发明专利]光学定位系统

说明书

本公开涉及一种光学定位系统。所述光学定位系统包括：逆向反射标记物，用于附着在用户操作的工具上；半透射镜；点光源；感测装置，所述点光源发出的光经过所述半透射镜后照射到所述逆向反射标记物，由所述逆向反射标记物反射的光经过所述半透射镜后照射到所述感测装置；计算装置，与感测装置连接，用于根据所述感测装置感测的光线计算所述逆向反射标记物相对于感测装置的位置。本公开中，将光学定位系统中的环形光源替换为点光源，并通过设置半透射镜，将工作时的光路模拟成由感测装置发出光并接收光。这样，使得光学定位系统中的照明光源更加接近于理想的高斯分布的光源，因此，能够利用逆向反射标记物更加准确地定位用户操作的工具。

技术领域

本公开涉及光学定位领域，具体地，涉及一种光学定位系统。

背景技术

光学定位系统是根据光学特性获得一个或多个光学标记物坐标的系统。通常一个或多个标记物附着在一个待确定位置的物体(跟踪工具)上。标记物可以是有源标记物(也称主动标记物，例如，发光二极管)、无源标记物(也称被动标记物，例如，反射球，反射片)，或主动标记物和被动标记物的组合。

无源标记物的一个例子是玻璃微珠技术的圆片或圆球。这种无源标记是通过在基层嵌入微小玻璃珠(其数量以数十万计)后获得反光布，并且将基层包覆到物体(例如，球体、圆片)的表面。

光学定位系统中常规的照明装置是传感装置周围的灯环。图1是现有技术中光学定位系统的照明装置的示意图。如图1所示，灯环1可由多个LED灯排列组成。由于各个LED灯的亮度可能存在较大的个体差异，因此，灯环1很难成为理想的高斯光源，进而感测器得到的是一个不完全对称的环，很难直接提取环的中心，当距离标记物较近时影响更为明显。

有源标记物在理论上应该是光学高斯圆点，但是相应的地需要配置控制电路，还需要配置电源，如果使用电池作为电源，还涉及到工作寿命的问题，在应用上会受到很多的限制。

发明内容

本公开的目的是提供一种可靠、准确性高的光学定位系统。

为了实现上述目的，本公开提供一种所述光学定位系统，包括：

逆向反射标记物，用于附着在用户操作的工具上；

半透射镜；

点光源；

感测装置，所述点光源发出的光经过所述半透射镜后照射到所述逆向反射标记物，由所述逆向反射标记物反射的光经过所述半透射镜后照射到所述感测装置；

计算装置，与所述感测装置连接，用于根据所述感测装置感测的光线计算所述逆向反射标记物相对于所述感测装置的位置。

可选地，所述逆向反射标记物包括粘合在一起、且球心重合的两个半径不同的半球透镜，在半径较大的半球透镜表面设置有反射层，以使光从半径较小的半球透镜折射进入所述逆向反射标记物，并经过所述反射层的反射后从所述半径较小的半球透镜射出所述逆向反射标记物。

可选地，所述点光源为单个LED灯。

可选地，所述感测装置和所述点光源分别设置于所述半透射镜的两侧。

可选地，所述半透射镜所在平面与所述感测装置的受光面成45°角度。

可选地，所述感测装置和所述逆向反射标记物分别设置于所述半透射镜的两侧。

可选地，所述感测装置和所述逆向反射标记物设置于所述半透射镜的同侧。

可选地，所述计算装置还用于根据所述逆向反射标记物相对于所述感测装置的位置和所述感测装置相对于世界坐标系的位置，计算所述逆向反射标记物相对于世界坐标系的位置。

可选地，所述计算装置根据单目立体视觉算法或多目立体视觉算法计算所述逆向反射标记物相对于世界坐标系的位置。