[发明专利]一种经三维转换后的跟踪点的投影位置计算方法及系统

权利要求书

1.一种经三维转换后的跟踪点的投影位置计算方法，其特征在于，包括：构建世界坐标系和屏幕坐标系，在所述世界坐标系和屏幕坐标系中建立待三维转换的图形，所述图形有其自身坐标系，确定视觉的基础窗口和所述图形上的被跟踪点，定义用于存储三维转换信息的矩阵数组；

根据所述基础窗口，确定未经三维转换时的自身坐标系的原点在世界坐标系中的坐标、自身坐标系的坐标轴的轴向量在世界坐标系中的坐标以及所述被跟踪点在世界坐标系中的坐标；

根据所述被跟踪点在世界坐标系中的坐标减去所述自身坐标系的原点在世界坐标系中的坐标，得到所述被跟踪点在所述自身坐标系的坐标；

将所述图形进行三维转换，并将每次的三维转换方式以矩阵的形式记录在所述矩阵数组中；

根据所述自身坐标系的原点在世界坐标系中的坐标、自身坐标系的坐标轴的轴向量在世界坐标系中的坐标、所述被跟踪点在所述自身坐标系的坐标和所述矩阵数组，计算出经三维转换后所述自身坐标系的原点在世界坐标系中的坐标、自身坐标系的坐标轴的轴向量在世界坐标系中的坐标以及所述被跟踪点在自身坐标系的坐标；

将所述经三维转换后被跟踪点在自身坐标系的坐标转换为所述被跟踪点在世界坐标系的坐标；

根据透视原理和图形相似原理，将所述被跟踪点在世界坐标系的坐标转换为所述被跟踪点在所述屏幕坐标系的坐标，所述被跟踪点在所述屏幕坐标系的坐标为被跟踪点在屏幕上投影位置的屏幕坐标。

2.根据权利要求1所述的一种经三维转换后的跟踪点的投影位置计算方法，其特征在于，所述三维转换包括三维转换方式和三维转换次数，所述矩阵数组中的每个矩阵对应每次的三维转换方式，所述矩阵数组的长度对应三维转换次数。

3.根据权利要求2所述的一种经三维转换后的跟踪点的投影位置计算方法，其特征在于，所述三维转换方式包括伸缩、平移、旋转和斜切，并根据不同的所述三维转换方式采用不同的矩阵计算方法计算被跟踪点经过伸缩、平移、旋转和斜切转换后在所述自身坐标系的坐标。

4.根据权利要求3所述的一种经三维转换后的跟踪点的投影位置计算方法，其特征在于，所述不同的矩阵计算方法具体为：

当所述三维转换方式为伸缩时，计算被跟踪点在自身坐标系的坐标，得到伸缩后被跟踪点在自身坐标系的坐标；

当所述三维转换方式为平移时，计算平移后的所述自身坐标系的原点在世界坐标系中的坐标，得到平移后所述自身坐标系的原点在世界坐标系中的坐标；

当所述三维转换方式为旋转时，计算旋转后的自身坐标系X，Y，Z坐标轴在世界坐标系下的轴向量，得到旋转后所述自身坐标系的坐标轴的轴向量在世界坐标系中的坐标；

当所述三维转换方式为斜切时，计算被跟踪点在自身坐标系的坐标，得到斜切后被跟踪点在自身坐标系的坐标。

5.根据权利要求2至4任一项所述的一种经三维转换后的跟踪点的投影位置计算方法，其特征在于，所述三维转换次数为2次以上。

6.根据权利要求5所述的一种经三维转换后的跟踪点的投影位置计算方法，其特征在于，根据所述自身坐标系的原点在世界坐标系中的坐标、自身坐标系的坐标轴的轴向量在世界坐标系中的坐标、所述被跟踪点在所述自身坐标系的坐标和所述矩阵数组，计算出经三维转换后所述自身坐标系的原点在世界坐标系中的坐标、自身坐标系的坐标轴的轴向量在世界坐标系中的坐标以及所述被跟踪点在自身坐标系的坐标，具体过程为：

将三维转换前的自身坐标系的原点在世界坐标系中的坐标、自身坐标系的坐标轴的轴向量在世界坐标系中的坐标、所述被跟踪点在所述自身坐标系的坐标和所述矩阵数组中的矩阵依次进行递归计算直至所述矩阵数组的所有矩阵计算完毕，得到经三维转换后的所述原点在世界坐标系中的坐标、所述轴向量在世界坐标系中的坐标以及所述被跟踪点在自身坐标系的坐标。