一种跟踪定位和标志点定位混合的定位方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供的一种跟踪定位和标志点定位混合的定位方法和装置，设置两种扫描模式：Tracker模式和Handy模式混合使用。开始扫描时如果采用Tracker模式，在开始进入遮挡区域的时候切换至Handy模式，出遮挡的区域后再切换Tracker模式。开始扫描时如果采用Handy模式，在开始进入未遮挡的区域的时候切换至Tracker模式，等再次进入遮挡的区域后再切换回Handy模式。通过计算出Tracker模式和Handy模式下点云的转换关系即可解决存在遮挡时点云的拼接问题。

A hybrid positioning method and device of tracking and marking point positioning

【技术实现步骤摘要】
一种跟踪定位和标志点定位混合的定位方法和装置
本专利技术实施例涉及定位
，尤其涉及一种跟踪定位和标志点定位混合的定位方法和装置。
技术介绍
HyperScan是由Track智能光学追踪仪和3D球形扫描仪(简称“球扫”)如图1所示。Track智能光学追踪仪由两个镜头和固定三脚架组成，是固定在测量场景中的。球扫在扫描的过程中需要保证在Track智能光学追踪仪的视野之内，Track智能光学追踪仪的双镜头拍摄的影像中需要提取和识别球扫上的反光标志点(4个以上)，然后利用前方交会等算法计算反光标志点三维坐标，从而配合球扫出厂标定结果来进行坐标转换，计算球扫中各影像帧的位置和姿态。然后，将球扫中通过当前帧获取的球扫坐标系下的三维点云坐标转换到Tracker坐标系下，完成三维点云的拼接。但是，如果扫描的物体太大，物体完全遮挡球扫(如图2所示)，使得Track无法追踪球扫上的反光标志点，导致三维点云拼接失败。其中，图2为Track智能光学追踪仪工作时球扫被完全遮挡示意图。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种跟踪定位和标志点定位混合的定位方法和装置，用以解决现有技术中扫描的物体太大，物体完全遮挡球扫，使得Track无法追踪球扫上的反光标志点，导致三维点云拼接失败的问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种跟踪定位和标志点定位混合的定位方法，包括：球扫在扫描时，若判断获知开始进入遮挡区域，则采用至Handy模式，若判断获知进入未遮挡区域，则采用切换Tracker模式。作为优选的，若判断获知开始进入遮挡区域，则采用至Handy模式，若判断获知进入未遮挡区域，则采用切换Tracker模式，具体包括：S101，若判断获知开始扫描时采用Tracker模式，则在开始进入遮挡区域的时候切换至Handy模式，出遮挡区域后再切换Tracker模式；S102，若判断获知开始扫描时采用Handy模式，则在开始进入未遮挡区域的时候切换至Tracker模式，等再次进入遮挡区域后再切换回Handy模式。作为优选的，还包括：若判断获知进入过渡区域，在过渡区域内球扫在Track的视野内，且球扫扫描的区域内贴有标志点，则在过渡区域取标志点坐标系m1和Track坐标系t1的转换关系。作为优选的，则在过渡区域获取标志点坐标系m1和Track坐标系t1的转换关系，具体包括：标志点坐标系m1到Track坐标系转换t1，在某一时刻当前帧在球扫坐标系下激光线三维数据坐标Pc，则存在以下转换关系：令：其中，激光线三维坐标点由标志点坐标系m1转换到Track坐标系t1的旋转矩阵为Rm1_t1，平移向量为Tm1_t1；Rc_m1和Tc_m1分别表示为当前帧球扫坐标系与标志点坐标系m1之间的旋转矩阵和平移向量；Rc_t1和Tc_t1分别表示为当前帧球扫坐标系与Track坐标系t1之间的旋转矩阵和平移向量；当前帧激光线在球扫坐标系下坐标表示为Pc，在标志点坐标系m1下表示为Pm1，在Track坐标系t1下表示为Pt1；Track坐标系t1到标志点坐标系m1转换，在某一时刻当前帧在球扫坐标系下数据计算的激光线三维数据坐标Pc，则存在以下转换关系：令：其中，激光线三维坐标点由Track坐标系t1转换到标志点坐标系m1的旋转矩阵为Rt1_m1，平移向量为Tt1_m1；Rc_m1和Tc_m1分别表示为当前帧球扫坐标系与标志点坐标系m1之间的旋转矩阵和平移向量；Rc_t1和Tc_t1分别表示为当前帧球扫坐标系与Track坐标系t1之间的旋转矩阵和平移向量；当前帧计算的激光线在球扫坐标系下坐标表示为Pc，在标志点坐标系m1下表示为Pm1，在Track坐标系t1下表示为Pt1。作为优选的，S101中，出遮挡区域后再切换Tracker模式，具体包括：切换至Tracker模式后，Track设备重新开始工作，此时的坐标系为Track坐标系t2，进行Track坐标系t2→Track坐标系t1的转换；转换公式如下：令：其中，Rt2_t1为Track坐标系t2→Track坐标系t1的旋转矩阵，Tt2_t1为平移向量；根据Rt2_t1、Tt2_t1将激光线在Track坐标系t2的三维坐标转换到Track坐标系t1坐标系下；Pt1、Pt2分别表示当前帧激光线在Track坐标系t1、t2下的坐标，Pm1表示当前帧激光线在标志点坐标系m1下的坐标，Rc_t1和Tc_t1分别表示为当前帧球扫坐标系与Track坐标系t1之间的旋转矩阵和平移向量；Rc_t2和Tc_t2分别表示为当前帧球扫坐标系与Track坐标系t2之间的旋转矩阵和平移向量；Rc_m1和Tc_m1分别表示为当前帧球扫坐标系与标志点坐标系m1之间的旋转矩阵和平移向量。作为优选的，S102中，等再次进入遮挡区域后再切换回Handy模式，具体包括：切换至Handy模式后，Track停止工作，此时的坐标系为标志点坐标系m2，进行标志点坐标系m2→标志点坐标系m1的转换；转换公式如下：令：其中，Rm2_m1为标志点坐标系m2→标志点坐标系m1的旋转矩阵，Tm2_m1为平移向量；Pm1、Pm2分别表示当前帧激光线三维点坐标在标志点坐标系m1、m2下的坐标，Pt1表示当前帧激光线三维点坐标在Track坐标系t1下的坐标，Rc_m1和Tc_m1分别表示为当前帧球扫坐标系与标志点坐标系m1之间的旋转矩阵和平移向量。Rc_m2和Tc_m2分别表示为当前帧球扫坐标系与标志点坐标系m2之间的旋转矩阵和平移向量。Rc_t1和Tc_t1分别表示为当前帧球扫坐标系与Track坐标系t1之间的旋转矩阵和平移向量。根据Rm2_m1和Tm2_m1将激光线三维坐标转换到标志点坐标系m1下。第二方面，本专利技术实施例提供一种跟踪定位和标志点定位混合的定位装置，包括：Handy模块，用于按照Handy模式进行球扫扫描；Tracker模块，用于按照Tracker模式进行球扫扫描；混合拼接模块，球扫在扫描时，若判断获知开始进入遮挡区域，则采用至Handy模式，若判断获知进入未遮挡区域，则采用切换Tracker模式。第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术第一方面实施例所述跟踪定位和标志点定位混合的定位方法的步骤。第四方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面实施例所述跟踪定位和标志点定位混合的定位方法的步骤。本专利技术实施例提供的一种跟踪定位和标志点定位混合的定位方法和装置，设置两种扫描模式：Tracker模式和Handy模式混合使用。开始扫描时如果采用Tracker模式，在开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跟踪定位和标志点定位混合的定位方法，其特征在于，包括：/n球扫在扫描时，若判断获知开始进入遮挡区域，则采用至Handy模式，若判断获知进入未遮挡区域，则采用切换Tracker模式。/n

【技术特征摘要】
1.一种跟踪定位和标志点定位混合的定位方法，其特征在于，包括：
球扫在扫描时，若判断获知开始进入遮挡区域，则采用至Handy模式，若判断获知进入未遮挡区域，则采用切换Tracker模式。


2.根据权利要求1所述的跟踪定位和标志点定位混合的定位方法，其特征在于，若判断获知开始进入遮挡区域，则采用至Handy模式，若判断获知进入未遮挡区域，则采用切换Tracker模式，具体包括：
S101，若判断获知开始扫描时采用Tracker模式，则在开始进入遮挡区域的时候切换至Handy模式，出遮挡区域后再切换Tracker模式；
S102，若判断获知开始扫描时采用Handy模式，则在开始进入未遮挡区域的时候切换至Tracker模式，等再次进入遮挡区域后再切换回Handy模式。


3.根据权利要求2所述的跟踪定位和标志点定位混合的定位方法，其特征在于，还包括：
若判断获知进入过渡区域，在过渡区域内球扫在Track的视野内，且球扫扫描的区域内贴有标志点，则在过渡区域获取标志点坐标系m1和Track坐标系t1的转换关系。


4.根据权利要求3所述的跟踪定位和标志点定位混合的定位方法，其特征在于，则在过渡区域获取标志点坐标系m1和Track坐标系t1的转换关系，具体包括：
标志点坐标系m1到Track坐标系转换t1，在某一时刻当前帧在球扫坐标系下激光线三维数据坐标Pc，则存在以下转换关系：






令：






其中，激光线三维坐标点由标志点坐标系m1转换到Track坐标系t1的旋转矩阵为Rm1_t1，平移向量为Tm1_t1；Rc_m1和Tc_m1分别表示为当前帧球扫坐标系与标志点坐标系m1之间的旋转矩阵和平移向量；Rc_t1和Tc_t1分别表示为当前帧球扫坐标系与Track坐标系t1之间的旋转矩阵和平移向量；当前帧激光线在球扫坐标系下坐标表示为Pc，在标志点坐标系m1下表示为Pm1，在Track坐标系t1下表示为Pt1；
Track坐标系t1到标志点坐标系m1转换，在某一时刻当前帧在球扫坐标系下数据计算的激光线三维数据坐标Pc，则存在以下转换关系：



令：






其中，激光线三维坐标点由Track坐标系t1转换到标志点坐标系m1的旋转矩阵为Rt1_m1，平移向量为Tt1_m1；Rc_m1和Tc_m1分别表示为当前帧球扫坐标系与标志点坐标系m1之间的旋转矩阵和平移向量；Rc_t1和Tc_t1分别表示为当前帧球扫坐标系与Track坐标系t1之间的旋转矩阵和平移向量；当前帧计算的激光线在球扫坐标系下坐标表示为Pc，在标志点坐标系m1下表示为Pm1，在Track坐标系t1下表示为Pt1。


5.根据权利要求4所述的跟踪定位和标志点定位混合的定位方法，其特征在于，S101中，出遮挡区域后再...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑顺义，刘庆龙，王晓南，成剑华，
申请(专利权)人：武汉中观自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42