[发明专利]一种多目标光学跟踪方法

摘要

本发明提供一种高精度、低成本的光学跟踪方法，利用接收器计算接收到扫描信号的时间从而获取接收器在发射器中的图像坐标，并对所有可能的图像坐标对应关系进行检验，从中找出唯一正确的接收器图像坐标与各发射器的对应关系，继而实现了接收器空间坐标的解算；本发明从技术原理上解决了使用多发射器时的数据刷新率下降问题，可以级联使用任意数量的发射器而不降低跟踪数据刷新率。

主权项

一种多目标光学跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：接收器分别记录各个发射器在水平X方向上发出的扫描信号与起始信号的时间差，以及各个发射器在垂直Y方向上发出的扫描信号与起始信号的时间差；步骤2：利用步骤1的时间差计算接收器相对于m个发射器的所有图像坐标ui和vi，其中ui为接收器相对于第i个发射器的水平X方向上的图像坐标，vi为接收器相对于第i个发射器的垂直Y方向上的图像坐标，i＝1,2,3,...,m；步骤3：将m个水平X方向上的图像坐标ui构成集合{ui}，m个水平Y方向上的图像坐标vi构成集合{vi}，从集合{ui}和集合{vi}中分别任选一个图像坐标ui和vi进行排列组合，得到接收器在一个周期内相对于m个发射器所有可能的图像坐标的组合总数S；步骤4：从S种组合中任意选一组图像坐标，将该组中接收器对应各个发射器的估计图像坐标记为xj，其中j＝1,2,3,...,S，表示第j种图像坐标组合；步骤5：根据估计图像坐标xj，利用超定线性投影方程计算接收器在第j组图像坐标组合下的理论空间三维坐标Xw：步骤6：将接收器理论空间三维坐标Xw作为已知量代入超定线性投影方程，计算在第j种图像坐标组合情况下，接收器在m个发射器中对应的理论图像坐标xj'；步骤7：对第j种图像坐标组合的估计值xj与理论值xj'进行欧式距离评估，根据评估结果判断当前尝试的第j组图像坐标组合与实际情况是否相符；如果相符，则步骤5中获得的接收器理论空间三维坐标Xw正确，实现对接收器的光学跟踪；如果不相符，则进入步骤8；步骤8：选取新的图像坐标组合，重复步骤4‑7进行验证，直至找到正确的接收器三维空间坐标Xw。