[发明专利]一种基于光学数据和惯性数据的位置追踪设备及方法

权利要求书

1.一种基于光学数据和惯性数据的位置追踪设备，其特征在于，包括：光学相机、处理器、拓扑结构相同的多个光学刚体、固定于每个所述光学刚体内的惯性传感器；所述光学相机和所述惯性传感器均与所述处理器相连接；不同的所述惯性传感器设置有不同的身份标识；

所述惯性传感器，用于当各所述光学刚体旋转位于不同位置时，采集惯性数据；

所述光学相机，用于采集各所述光学刚体的光学数据；

所述处理器，用于接收多个所述光学数据和所述惯性数据，以及根据所述惯性数据和所述光学数据确定所述光学刚体和所述惯性传感器之间的匹配关系，并采用所述惯性传感器的身份标识标记与该惯性传感器具有所述匹配关系的光学刚体；

其中，所述光学刚体上设置有多个发光点，由所述多个发光点组成所述光学刚体的拓扑结构；

所述根据所述惯性数据和所述光学数据确定所述光学刚体和所述惯性传感器之间的匹配关系，包括：

根据所述惯性数据和所述光学数据各自携带的采集时间，确定采集时间相同的多个所述惯性数据和多个所述光学数据；

根据所述惯性数据确定所述惯性传感器的姿态变化量，得到第一姿态变化轨距；

根据所述光学数据确定所述光学刚体的姿态变化量，得到第二姿态变化轨距；

根据匹配算法，确定任一所述第一姿态变化轨距和任一所述第二姿态变化轨距之间的匹配度；

基于所述匹配度确定所述光学刚体和所述惯性传感器之间的匹配关系；其中，具有所述匹配关系的所述惯性传感器为匹配度最高的所述第一姿态变化轨距对应的惯性传感器，具有所述匹配关系的所述光学刚体为匹配度最高的所述第二姿态变化轨距对应的刚学刚体。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述惯性传感器包括：加速度传感器和陀螺仪。

3.一种基于光学数据和惯性数据的位置追踪方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至2任一项所述的基于光学数据和惯性数据的位置追踪设备；所述基于光学数据和惯性数据的位置追踪设备包括：光学相机、处理器、拓扑结构相同的多个光学刚体、固定于每个所述光学刚体内的惯性传感器；所述光学相机和所述惯性传感器均与所述处理器相连接；不同的所述惯性传感器设置有不同的身份标识；其中，所述光学刚体上设置有多个发光点，由所述多个发光点组成所述光学刚体的拓扑结构；所述方法包括：

当各所述光学刚体旋转位于不同位置时，通过所述惯性传感器采集惯性数据；

通过所述光学相机采集各所述光学刚体的光学数据；

通过所述处理器接收多个所述光学数据和所述惯性数据，以及根据所述惯性数据和所述光学数据确定所述光学刚体和所述惯性传感器之间的匹配关系，并采用所述惯性传感器的身份标识标记与该惯性传感器具有所述匹配关系的光学刚体；

所述根据所述惯性数据和所述光学数据确定所述光学刚体和所述惯性传感器之间的匹配关系，包括：

根据所述惯性数据和所述光学数据各自携带的采集时间，确定采集时间相同的多个所述惯性数据和多个所述光学数据；

根据所述惯性数据确定所述惯性传感器的姿态变化量，得到第一姿态变化轨距；

根据所述光学数据确定所述光学刚体的姿态变化量，得到第二姿态变化轨距；

根据匹配算法，确定任一所述第一姿态变化轨距和任一所述第二姿态变化轨距之间的匹配度；

基于所述匹配度确定所述光学刚体和所述惯性传感器之间的匹配关系；其中，具有所述匹配关系的所述惯性传感器为匹配度最高的所述第一姿态变化轨距对应的惯性传感器，具有所述匹配关系的所述光学刚体为匹配度最高的所述第二姿态变化轨距对应的刚学刚体。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述匹配关系记录所述惯性数据和所述光学数据，得到追踪数据；

采用所述身份标识标记所述追踪数据。

5.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储装置；

所述存储装置上存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如权利要求3至4任一项所述的方法。

6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求3至4任一项所述的方法的步骤。