[发明专利]一种中继跟踪器的跟踪扫描系统、标定方法及测量方法

权利要求书

1.一种中继跟踪器的跟踪扫描系统，其特征在于，包括含有已知标定坐标系的标定板、具有跟踪功能的主跟踪器和多个具有跟踪靶点和跟踪功能的中继跟踪器，其中，多个所述中继跟踪器形成级联结构，且每一所述中继跟踪器用于被上一级中继跟踪器跟踪和/或用于跟踪下一级中继跟踪器；

其中，中继跟踪器的标定方法包括：

根据外部扫描结果，确定所述中继跟踪器的标靶点坐标系；

根据标定板、主跟踪器和所述中继跟踪器的相对位置关系，确定所述中继跟踪器的跟踪系统坐标系；

通过所述标定板、所述主跟踪器和所述中继跟踪器的坐标变换关系，确定所述标靶点坐标系转换到所述主跟踪器的三维跟踪坐标系的第一转换式、所述三维跟踪坐标系转换到标定坐标系的第二转换式以及所述标定坐标系转换到所述跟踪系统坐标系的第三转换式；

根据所述第一转换式、所述第二转换式和所述第三转换式，确定所述标靶点坐标系转换到所述跟踪系统坐标系的第四转换式。

2.一种中继跟踪器的标定方法，其特征在于，基于如权利要求1所述的中继跟踪器的跟踪扫描系统，所述中继跟踪器的标定方法包括：

根据外部扫描结果，确定所述中继跟踪器的标靶点坐标系；

根据标定板、主跟踪器和所述中继跟踪器的相对位置关系，确定所述中继跟踪器的跟踪系统坐标系；

通过所述标定板、所述主跟踪器和所述中继跟踪器的坐标变换关系，确定所述标靶点坐标系转换到所述主跟踪器的三维跟踪坐标系的第一转换式、所述三维跟踪坐标系转换到标定坐标系的第二转换式以及所述标定坐标系转换到所述跟踪系统坐标系的第三转换式；

根据所述第一转换式、所述第二转换式和所述第三转换式，确定所述标靶点坐标系转换到所述跟踪系统坐标系的第四转换式。

3.根据权利要求2所述的中继跟踪器的标定方法，其特征在于，所述第一转换式表示为：

P_t(x,y,z) = Inverse(RT|_{t_to_r_m}) * P_{r_m}(x,y,z)

其中，P_t(x,y,z)表示所述三维跟踪坐标系下的三维坐标点，Inverse(RT|_{t_to_r_m})表示所述三维跟踪坐标系转换到所述标靶点坐标系的第一旋转平移关系对应的逆运算，P_{r_m}(x,y,z)表示所述标靶点坐标系下的三维坐标点，其中，所述第一旋转平移关系通过所述主跟踪器跟踪所述中继跟踪器的靶点而确定。

4.根据权利要求2所述的中继跟踪器的标定方法，其特征在于，所述第二转换式表示为：

P_b(x,y,z) = [RT|_{t_to_b}] * P_t(x,y,z)

其中，P_b(x,y,z)表示所述标定坐标系下的三维坐标点，RT|_{t_to_b}表示所述三维跟踪坐标系转换到所述标定坐标系的第二旋转平移关系，P_t(x,y,z)表示所述三维跟踪坐标系下的三维坐标点，其中，所述第二旋转平移关系通过所述主跟踪器跟踪所述标定坐标系而确定。

5.根据权利要求2所述的中继跟踪器的标定方法，其特征在于，所述第三转换式表示为：

P_{r_t}(x,y,z) = Inverse(RT|_{r_t_to_b})* P_b(x,y,z)

其中，P_{r_t}(x,y,z)表示所述跟踪系统坐标系下的三维坐标点， Inverse(RT|_{r_t_to_b})表示所述跟踪系统坐标系转换到所述标定坐标系的第三旋转平移关系的逆运算，P_b(x,y,z)表示所述标定坐标系下的三维坐标点，其中，所述第三旋转平移关系通过所述中继跟踪器跟踪所述标定坐标系而确定。