[发明专利]一种基于最优视点选择的多视点光学定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于最优视点选择的多视点光学定位方法，其特征在于，包括：

多视点的空间布置与统一坐标系的建立步骤，建立平行式多视点阵列，通过相机标定方法与坐标系变换获得多视点统一的坐标系；

视点选择步骤，根据各视点与光学定位标记物的遮挡情况，以及光学标记物与各视点之间的空间位置关系，选择定位光学标记物所需要使用的最优视点，重建光学定位标记物的空间坐标；所述各视点与光学定位标记物的遮挡情况是根据各视点中标记物数量判断，如果用N个光学定位标记物定位一个定位器械，捕获标记物数量小于N的视点为存在光线遮挡的视点；捕获标记物数量等于N的视点为无遮挡的视点；所述选择定位光学标记物所需要使用的最优视点的具体规则是：如果用N个光学定位标记物定位一个定位器械，部分视点存在遮挡时，则选择捕获标记物数量等于N的视点；当存在多个视点可捕获所述N个光学定位标记物时，选择基线距离最大的视点对；

定位步骤，根据光学定位标记物与定位器械尖端点的位置关系确定定位器械的位姿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述平行式多视点阵列是各视点的成像平面平行，各视点的光轴平行，各视点的光心在一条水平线上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的多视点的空间布置与统一坐标系的建立具体步骤为：

(1)在空间中平行放置多个采集视点；

(2)采用相机标定方法获得所述多个采集视点的内外部参数；

(3)多视点同步采集图像，并计算每个视点下光学定位标记物的中心像素坐标；

(4)确定各视点下光学定位标记物之间的对应关系，利用双目视觉原理对光学定位标记物的空间坐标进行三维重建，计算出各个光学定位标记物在不同视点对下的空间坐标；

(5)利用坐标系变换计算不同视点对的空间坐标系之间的转换矩阵。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的视点选择具体的步骤为：

(1)控制多视点同步采集图像，并计算每个视点下光学定位标记物的中心像素坐标和光学定位标记物的个数；

(2)确定各视点中光学定位标记物之间的对应关系，判断各视点有无遮挡；

(3)根据各视点与光学定位标记物的遮挡情况，以及光学标记物与各视点之间的空间位置关系，选择对光学定位标记物进行定位所要使用的视点对；

(4)利用双目视觉原理对各光学定位标记物的空间坐标进行三维重建；

(5)将重建的光学定位标记物的空间坐标转换成参考坐标系中的空间坐标。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述光学定位标记物是主动发光和/或被动发光的。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述多视点是指三个以上视点。

7.一种基于最优视点选择的多视点光学定位系统，其特征在于，包括：

多视点的空间布置与统一坐标系的建立模块，建立平行式多视点阵列，通过相机标定方法与坐标系变换获得多视点统一的坐标系；

视点选择模块，根据各视点与光学定位标记物的遮挡情况，以及光学标记物与各视点之间的空间位置关系，选择对光学定位标记物进行定位所要使用的最优视点，重建光学定位标记物的空间坐标；所述各视点与光学定位标记物的遮挡情况是根据各视点中标记物数量判断，如果用N个光学定位标记物定位一个定位器械，捕获标记物数量小于N的视点为存在光线遮挡的视点；捕获标记物数量等于N的视点为无遮挡的视点；选择定位光学标记物所需要使用的最优视点的具体规则是：如果用N个光学定位标记物定位一个定位器械，部分视点存在遮挡时，则选择捕获标记物数量等于N的视点；当存在多个视点可捕获所述N个光学定位标记物时，选择基线距离最大的视点对；

定位模块，根据光学定位标记物与定位器械尖端点的位置关系确定定位器械的位姿。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行如权利要求1～6任意一项的方法步骤。