[發(fā)明專利]一種基于光學(xué)數(shù)據(jù)和慣性數(shù)據(jù)的位置追蹤設(shè)備及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110009066.7
• 申請(qǐng)日: 2021-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN112781589B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何元會(huì);周烽;胡同杰;劉昊揚(yáng);戴若犁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京諾亦騰科技有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/16
• 分類號(hào): G01C21/16;G01C21/18
• 代理公司: 北京開陽(yáng)星知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11710
• 代理人: 安偉

1.一種基于光學(xué)數(shù)據(jù)和慣性數(shù)據(jù)的位置追蹤設(shè)備，其特征在于，包括：光學(xué)相機(jī)、處理器、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同的多個(gè)光學(xué)剛體、固定于每個(gè)所述光學(xué)剛體內(nèi)的慣性傳感器；所述光學(xué)相機(jī)和所述慣性傳感器均與所述處理器相連接；不同的所述慣性傳感器設(shè)置有不同的身份標(biāo)識(shí)；

所述慣性傳感器，用于當(dāng)各所述光學(xué)剛體旋轉(zhuǎn)位于不同位置時(shí)，采集慣性數(shù)據(jù)；

所述光學(xué)相機(jī)，用于采集各所述光學(xué)剛體的光學(xué)數(shù)據(jù)；

所述處理器，用于接收多個(gè)所述光學(xué)數(shù)據(jù)和所述慣性數(shù)據(jù)，以及根據(jù)所述慣性數(shù)據(jù)和所述光學(xué)數(shù)據(jù)確定所述光學(xué)剛體和所述慣性傳感器之間的匹配關(guān)系，并采用所述慣性傳感器的身份標(biāo)識(shí)標(biāo)記與該慣性傳感器具有所述匹配關(guān)系的光學(xué)剛體；

其中，所述光學(xué)剛體上設(shè)置有多個(gè)發(fā)光點(diǎn)，由所述多個(gè)發(fā)光點(diǎn)組成所述光學(xué)剛體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

所述根據(jù)所述慣性數(shù)據(jù)和所述光學(xué)數(shù)據(jù)確定所述光學(xué)剛體和所述慣性傳感器之間的匹配關(guān)系，包括：

根據(jù)所述慣性數(shù)據(jù)和所述光學(xué)數(shù)據(jù)各自攜帶的采集時(shí)間，確定采集時(shí)間相同的多個(gè)所述慣性數(shù)據(jù)和多個(gè)所述光學(xué)數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述慣性數(shù)據(jù)確定所述慣性傳感器的姿態(tài)變化量，得到第一姿態(tài)變化軌距；

根據(jù)所述光學(xué)數(shù)據(jù)確定所述光學(xué)剛體的姿態(tài)變化量，得到第二姿態(tài)變化軌距；

根據(jù)匹配算法，確定任一所述第一姿態(tài)變化軌距和任一所述第二姿態(tài)變化軌距之間的匹配度；

基于所述匹配度確定所述光學(xué)剛體和所述慣性傳感器之間的匹配關(guān)系；其中，具有所述匹配關(guān)系的所述慣性傳感器為匹配度最高的所述第一姿態(tài)變化軌距對(duì)應(yīng)的慣性傳感器，具有所述匹配關(guān)系的所述光學(xué)剛體為匹配度最高的所述第二姿態(tài)變化軌距對(duì)應(yīng)的剛學(xué)剛體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述慣性傳感器包括：加速度傳感器和陀螺儀。

3.一種基于光學(xué)數(shù)據(jù)和慣性數(shù)據(jù)的位置追蹤方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)所述的基于光學(xué)數(shù)據(jù)和慣性數(shù)據(jù)的位置追蹤設(shè)備；所述基于光學(xué)數(shù)據(jù)和慣性數(shù)據(jù)的位置追蹤設(shè)備包括：光學(xué)相機(jī)、處理器、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同的多個(gè)光學(xué)剛體、固定于每個(gè)所述光學(xué)剛體內(nèi)的慣性傳感器；所述光學(xué)相機(jī)和所述慣性傳感器均與所述處理器相連接；不同的所述慣性傳感器設(shè)置有不同的身份標(biāo)識(shí)；其中，所述光學(xué)剛體上設(shè)置有多個(gè)發(fā)光點(diǎn)，由所述多個(gè)發(fā)光點(diǎn)組成所述光學(xué)剛體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；所述方法包括：

當(dāng)各所述光學(xué)剛體旋轉(zhuǎn)位于不同位置時(shí)，通過所述慣性傳感器采集慣性數(shù)據(jù)；

通過所述光學(xué)相機(jī)采集各所述光學(xué)剛體的光學(xué)數(shù)據(jù)；

通過所述處理器接收多個(gè)所述光學(xué)數(shù)據(jù)和所述慣性數(shù)據(jù)，以及根據(jù)所述慣性數(shù)據(jù)和所述光學(xué)數(shù)據(jù)確定所述光學(xué)剛體和所述慣性傳感器之間的匹配關(guān)系，并采用所述慣性傳感器的身份標(biāo)識(shí)標(biāo)記與該慣性傳感器具有所述匹配關(guān)系的光學(xué)剛體；

所述根據(jù)所述慣性數(shù)據(jù)和所述光學(xué)數(shù)據(jù)確定所述光學(xué)剛體和所述慣性傳感器之間的匹配關(guān)系，包括：

根據(jù)所述慣性數(shù)據(jù)和所述光學(xué)數(shù)據(jù)各自攜帶的采集時(shí)間，確定采集時(shí)間相同的多個(gè)所述慣性數(shù)據(jù)和多個(gè)所述光學(xué)數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述慣性數(shù)據(jù)確定所述慣性傳感器的姿態(tài)變化量，得到第一姿態(tài)變化軌距；

根據(jù)所述光學(xué)數(shù)據(jù)確定所述光學(xué)剛體的姿態(tài)變化量，得到第二姿態(tài)變化軌距；

根據(jù)匹配算法，確定任一所述第一姿態(tài)變化軌距和任一所述第二姿態(tài)變化軌距之間的匹配度；

基于所述匹配度確定所述光學(xué)剛體和所述慣性傳感器之間的匹配關(guān)系；其中，具有所述匹配關(guān)系的所述慣性傳感器為匹配度最高的所述第一姿態(tài)變化軌距對(duì)應(yīng)的慣性傳感器，具有所述匹配關(guān)系的所述光學(xué)剛體為匹配度最高的所述第二姿態(tài)變化軌距對(duì)應(yīng)的剛學(xué)剛體。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

根據(jù)所述匹配關(guān)系記錄所述慣性數(shù)據(jù)和所述光學(xué)數(shù)據(jù)，得到追蹤數(shù)據(jù)；

采用所述身份標(biāo)識(shí)標(biāo)記所述追蹤數(shù)據(jù)。

5.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：處理器和存儲(chǔ)裝置；

所述存儲(chǔ)裝置上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在被所述處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求3至4任一項(xiàng)所述的方法。

6.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行上述權(quán)利要求3至4任一項(xiàng)所述的方法的步驟。