CN107918790A - 光学定位标记、设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学定位标记，包括：多个色块构成的颜色编码区域，所述多个色块为可见光色块且依序排布以形成颜色编码；和定位部，用于反射不可见光或吸收不可见光，所述定位部设置在颜色编码区域围成的区域内或者在颜色编码区域附近。本发明还涉及一种光学定位方法，包括步骤：提供依序排列的多个色块；对所述多个色块进行颜色编码；和利用不同的色块组成的颜色编码标定光学定位标记的三维位置。本发明还涉及光学定位设备和光学定位方法。

Description

光学定位标记、设备及方法

技术领域

本发明涉及定位追踪领域，尤其涉及光学定位标记、光学定位设备和光学定位方法。

背景技术

人机交互(Human–Machine Interaction，HMI)，是一门研究系统与用户之间的交互关系的学问。系统可以是各种各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。人机交互界面通常是指用户可见的部分。用户通过人机交互界面与系统交流，并进行操作。近年来，以虚拟现实和增强现实为代表的高级人机交互成为研究趋势和研发热点。

虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使得用户沉浸到该模拟环境中。虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。

增强现实(Augmented Reality，AR)技术，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。这种技术由1990年提出。随着随身电子产品CPU运算能力的提升，预期增强现实的用途将会越来越广。

在AR/VR等人机交互领域里，定位和定姿是非常关键的一部分，它是人与机器交互的基础。人机交互对定位和定姿的精度要求高(例如到达毫米级、角分级)、实时性要求高(例如10毫秒)。人机交互对定位和定姿一般采用光学定位，如激光、摄像头、红外等。现在较为成熟的定位方案有三大类：

第一类是HTC VIVE所采用的激光基站定位方案Lighthouse，具体的，在房间中布置两个激光基站，带有传感器的眼镜或手柄接收两个基站信息从而实现定位、定姿。采用激光基站进行定位、定姿时，是利用激光基站发出的激光到达手持控制器的时间的不同来进行位置和姿态计算的。不过，受限于激光基站的工作范围(HTC VIVE的激光基站只能应用在25平方米以内的范围)，HTC VIVE无法实现大范围的定位、定姿，而且在多人同时使用时会出现冲突和干扰的情况。

第二类是Microsoft Hololens所采用的即时定位与地图构建(SLAM，simultaneous localization and mapping)方案，其中，采用多种传感器、利用自然环境特征同时实现定位和环境建模(地图)。采用SLAM方案进行定位和建模时，在初次使用时误差较大，容易出现定位误差发散的情况；此外，在环境特征不明显的情况下，SLAM无法工作，因此其整体稳定性、可靠性较差；最后，SLAM运算量大，系统复杂，现有技术水平条件下构建可靠、稳定、商用的系统难度较大。

第三类是基于光学标记，通过摄像头捕获标记进行定位和定姿，传统的光学标记一般是二维码形式。采用基于光学标记点定位方案，虽然避免了SLAM传感器复杂、运算量大、缺少环境特征时无法工作等问题，但是基于传统二维码的光学标记受限于二维码的编解码方式，其延时高(一般高于20ms)，难以满足人机交互的低延时要求。

传统的光学标记大多是黑白的，如附图1-3中所示。

图1-3中示出的光学标记虽然很容易从环境中被识别出，不过，存在如下问题：

因为只有黑白两种颜色，所以需要把编码做得复杂，这直接导致识别速度慢，识别可靠性不高。

发明内容

为解决或缓解上述技术问题的至少一个方面，提出本发明。

本发明涉及一种用于定位的光学标记，不同于以往采用的二维码的编码方式，提出了一种新型的编码方式，其能够实现快速解码且能够大大提高解码的准确率，这样能够在减少定姿延时的同时保证定位的精度。

本发明涉及的光学定位标记主要由两部分组成：一是可见光部分，包含颜色编码信息，二是用于不可见光的定位部，从而能够通过颜色编码信息快速确定反光点或定位部的三维位置。

根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种光学定位标记，包括：多个色块构成的颜色编码区域，所述多个色块为可见光色块且依序排布以形成颜色编码；和定位部，用于反射不可见光或者吸收不可见光，所述定位部设置在颜色编码区域围成的区域内或者在颜色编码区域附近。

根据本发明的实施例的另一方面，提出了一种光学定位设备，包括：上述的多个光学定位标记，其中所述多个光学定位标记中由多个色块形成的颜色编码彼此不同；信息处理部，在光学定位标记的定位部的三维位置与光学定位标记的颜色编码之间建立起一一对应的关系；发光装置，用于发射不可见光；图像采集装置，用于获取光学定位标记中的色块形成的颜色编码和定位部的图像，其中，信息处理部识别来自图像采集装置的颜色编码信息以：确定图像采集装置获取的不可见光反射自哪一个光学定位标记的定位部，或者确定图像为暗的定位部来自哪一个光学定位标记。

根据本发明的实施例的再一方面，提出了一种光学定位设备，包括：光学定位标记，所述光学定位标记包括多个色块构成的颜色编码区域，所述多个色块为可见光色块且依序排布以形成颜色编码；信息处理部，在光学定位标记的三维位置与光学定位标记的颜色编码之间建立起一一对应的关系；和图像采集装置，用于获取光学定位标记中的色块形成的颜色编码，其中，信息处理部识别来自图像采集装置的颜色编码信息以确定光学定位标记的三维位置。

根据本发明的实施例的还一方面，提出了一种光学定位方法，包括步骤：提供依序排列的多个色块；对所述多个色块进行颜色编码；利用不同的色块组成的颜色编码标定光学定位标记的三维位置。

可选的，所述光学定位标记还包括定位部，用于反射不可见光，所述方法还包括步骤：利用图像采集装置获取光学定位标记中的颜色编码和接收由定位部反射的不可见光；和识别光学定位标记的颜色编码信息以确定图像采集装置接收的不可见光反射自哪一个光学定位标记的定位部。

可选的，所述光学定位标记还包括定位部，用于吸收不可见光，所述方法还包括步骤：利用图像采集装置获取光学定位标记中的颜色编码和光吸收部的图像；以及识别光学定位标记的颜色编码信息以确定图像为暗的定位部来自哪一个光学定位标记。

附图说明

以下描述与附图可以更好地帮助理解本发明所公布的各种实施例中的这些和其他特点、优点，图中相同的附图标记始终表示相同的部件，其中：

图1-图3为现有技术中的光学定位标记；

图4为根据本发明的一个示例性实施例的光学定位标记的示意图；

图5为根据本发明的一个示例性实施例的光学定位标记的示意图；

图6为根据本发明的一个示例性实施例的光学定位标记的示意图；

图7为根据本发明的一个示例性实施例的光学定位标记的示意图；

图8为根据本发明的一个示例性实施例的光学定位标记的示意图；

图9为根据本发明的一个示例性实施例的光学定位标记的示意图；

图10为根据本发明的一个示例性实施例的光学定位标记的示意图；

图11为根据本发明的一个示例性实施例的光学定位标记的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

本发明涉及一种光学定位标记，包括：多个色块构成的颜色编码区域，所述多个色块为可见光色块且依序排布以形成颜色编码；和定位部，用于反射不可见光或者吸收不可见光，所述光反射定位部设置在颜色编码区域围成的区域内或者在颜色编码区域附近。

需要专门指出的是，颜色编码区域可以与光反射部是一体的，也可以独立于定位部设置。例如，在定位部已经设置在墙体上的情况下，可以围绕该定位部再设置颜色编码区域。再如，定位部和颜色编码区域一体设置，从而可以一并粘贴到墙体上。

下面参照图4详细描述根据本发明的光学定位标记100的一个实施例。

如图4所示，中间包含十字的小圆为反光点或光反射部或定位部10的位置，该小圆为颜色编码区域的内边界，最外层的黑色圆环为颜色编码区域的外边界，中间的含有不同颜色扇环的圆环则为颜色编码区域20。不同的颜色表示不同的码。需要指出的是，该十字也可以并不存在；另外，定位部也可以设置为覆盖小圆的圆心即可；最外层的圆环可以是黑色，也可以是其他颜色，当然最好是与颜色编码区域中的颜色不同的颜色，有利的，最外层的圆环的颜色与背景环境的颜色不同。

最外圈的颜色信息可以快速、准确的确认光学定位标记的外形和轮廓，便于快速、准确的确认光学定位标记的圆心位置。

在解码时，首先可以找到基准色块，例如图4中的白色区域块，然后按照顺时针(当然也可以按照逆时针)的方向依次读取其它颜色块的颜色。以图4为例，中间的圆环被划分成了6份，每个码所占的区域为1/6个圆环(60度扇环)。图中有红(R)、蓝(B)、绿(G)、白(W)4种颜色，分别表示0，1，2，3四种码。从白色区域开始，顺时针进行编码，则上图中的颜色编码为320100。关于颜色编码的设计，如果确定了中间的颜色块的数目n，颜色的组合数目c，则总共可以产生c^n-1个编码，因为每个颜色块可以取c种颜色，而基准颜色块的颜色则为固定的一种特殊的颜色，主要是用来确定解码的顺序，在图4的实施例中，基准块的颜色不能与其它颜色块的颜色相同，否则会产生一个颜色编码产生多种解码方式，破坏了颜色编码解码时的唯一性。需要说明的是，之所以需要明确基准色块的颜色不同于其他色块，是因为色块构成了一个环形时基准色块并不适于用位置来确定，换言之，在色块构成环形的颜色编码区域的情况下，基准色块通过颜色来选定。

在图4的实施例中，中间的颜色块的设计是可扩展的，可以体现在以下方面：

1.颜色的选取，可以选取多种分辨度比较高的颜色组合进行编码。可以在多种颜色空间里进行选择，例如RGB，HSV颜色空间选取。例如选取纯红(R＝255，G＝0，B＝0)，纯蓝(R＝0，G＝0，B＝255)，纯绿(R＝0，G＝255，B＝0)三种颜色组合，基准颜色例如选取纯白(R＝255，G＝255，B＝255)。

2.中间颜色块的划分数目，数目越多，最终产生的编码数目也越多，主要取决于实际三维场景需要部署的编码点数目。例如，颜色块为4，颜色组合数为3，则产生27个编码，当颜色块数目增加到6，颜色组合数为3，则产生243个编码。

还需要说明的是，图4中的扇形色块也可以是不等分圆环的形式，此时，每一个色块或每一个编码点并非以角度确定，而是直接以色块的颜色确定。例如，在此情况下，图4中右上角的两个红色块就看做是一个色块。

在图4的实施例中，定位部可以由红外反射材料形成。如此，光学定位标记的中间部位可以反射红外光，并由红外相机识别，从而进行快速、准确的定位和定姿计算。

图5为根据本发明的一个示例性实施例的光学定位标记的示意图。在图5中，所述多个色块为在径向方向上按顺序同圆心布置的环形色块，如图5所示，在径向向外的方向上，为R色环、G色环、B色环、G色环。所述多个色块包括单个基准色块，所述基准色块为位于径向内侧或径向外侧的两个色块中的一个色块(例如为R色环)，颜色编码自所述基准色块按预定顺序开始，如果红(R)、蓝(B)、绿(G)分别表示0，1，2三种码，则图5中的颜色编码为0212。如图5所示，定位部10位于圆心部分。

图6为根据本发明的一个示例性实施例的光学定位标记的示意图。在图6中，整个光学标记为正方形，定位部10布置为位于所述正方形中间的小正方形，这两个正方形四边分别平行，两个正方形之间形成所述颜色编码区域20，所述颜色编码区域包括四个相同形状、彼此相接的部分。其中，颜色编码区域包括单个基准色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始，所述单个基准色块的颜色不同于其他色块的颜色。

图7为根据本发明的一个示例性实施例的光学定位标记的示意图。在图7中，整个光学标记为正方形，定位部10布置为位于所述正方形中间的圆形，正方形和圆形之间形成所述颜色编码区域20，所述颜色编码区域包括四个相同形状、彼此相接的部分。其中，颜色编码区域包括单个基准色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始，所述单个基准色块的颜色不同于其他色块的颜色。

图8为根据本发明的一个示例性实施例的光学定位标记的示意图。在图8中，整个光学标记为等边三角形，定位部10为设置在等边三角形形心的圆，该定位部与三角形的边之间形成所述颜色编码区域20，所述颜色编码区域包括三个相同形状的部分。其中，颜色编码区域包括单个基准色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始，所述单个基准色块的颜色不同于其他色块的颜色。

图9为根据本发明的一个示例性实施例的光学定位标记的示意图。在图9中，整个光学标记为等边三角形，定位部10为设置在等边三角形形心的等边三角形，两个三角形之间形成所述颜色编码区域20，所述颜色编码区域包括六个相同形状的部分。其中，颜色编码区域包括单个基准色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始，所述单个基准色块的颜色不同于其他色块的颜色。

在图6-9中，并未标示颜色编码区域20中各个区的具体颜色，本领域技术人员可以根据需求设置。

虽然没有示出，光学定位标记中的颜色编码也可以是图4和图5中两种实施例的结合。即，多个扇环色块整体构成第一圆环，而多个环形色块构成第二圆环，第一圆环和第二圆环在径向方向上相接，所述定位部位于圆心部分。可以第一圆环在内，也可以第二圆环在内。

虽然没有示出，光学定位标记中的颜色编码也可以是图4中两种圆环的结合。即，多个第一扇环色块整体构成第一圆环，而多个第二扇环色块构成第二圆环，第一圆环和第二圆环在径向方向上相接，所述定位部位于圆心部分。

在颜色编码区域为环状的实施例中，颜色编码区域的外边界，例如正方形和三角形的边可以为专门的颜色，从而有助于图像采集装置捕捉、确认光学定位标记的外形，以及可选的，定位部所在的光学定位标记的中心位置。

以上公开了颜色编码区域为环状，所述定位部位于环状的中心位置的实施例。不过，这些实施例并非是限制性的，本领域技术人员根据这些实施例可以做出各种改变，这些改变都在本发明的保护范围之内。

基准色块不一定是与环状的颜色编码区域中的其他色块不一致，也有可能用其他方式来标记，比如说基准色块与按顺序的第一个色款颜色一样，并且整个颜色编码区域不能出现连续两块相同颜色的，这样就能确定颜色编码区域的开始位置。

图10为根据本发明的一个示例性实施例的光学定位标记的示意图。在图10中，多个色块并未构成一个圆环状的颜色编码区域20，而是构成了一个大的扇形。可以假定每一个颜色编码区域的包含4个码(即四种颜色)，类似于图4中的编码方式，图10中的颜色编码为3201。

对于颜色编码区域为扇形或者扇环的情形，基准色块可以是位于颜色编码区域的周向边缘的两个色块中的一个色块，在此，基准色块主要是由位置决定的，并不要求基准色块的颜色与其他色块不同。例如，在图10中，位于颜色编码区域的周向边缘的两个色块即白色色块和蓝色色块，这两个色块都可以作为基准色块。虽然是以位置来选定基准色块，不过，这里的基准色块的颜色也可以不同于其他色块，以便于准确和快速的识别基准色块。

需要指出的是，虽然在实施例中，定位部位于圆心部分，但是定位部也可以位于其他部分，例如位于图5中的圆环的扇形缺口处。在定位部并不是位于圆心部分的情况下，图4和图5中的扇环色块就可以设置为扇形色块。

图11为根据本发明的一个示例性实施例的光学定位标记的示意图。在图11中，整个光学定位标记大致为长条形，在颜色编码区域20，每一个色块为直的色条。相邻的色条之间可彼此邻接且颜色不同。还可以利用色条的宽度来判别不同的色条。定位部10可以设置在光学定位标记的任意位置，可选的，设置在长条形光学定位标记的一端，如图11所示。其中，颜色编码区域包括位于光学定位标记长度方向上的一端的单个基准色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始。图11中，其颜色编码可以为0212。

需要指出的是，在上述实施例中，颜色种类和色块数可以是任何数量。

在上面的实施例中，不可见光可以是红外光，也可以是紫外光。

在可选的实施例中，色块可以从光学定位标记上移除。如此，在初次使用标记点进行建模之后，可以去掉光学定位标记上的颜色部分，之后，光学定位标记可以通过其与所附着物体的颜色相同或相近来实现。在定位部为肉眼不可见的情况下，例如，定位部设置为用于反射红外光而允许可见光通过，则整个光学定位标记可以“隐形”。这适用于一般家庭用户和C端用户。

定位部可以由含有玻璃珠或微晶格的逆反射材料制成。进一步的，所述定位部为由逆反射材料制成的反光圆点。

定位部也可以由吸收不可见光的材料制成。进一步的，定位部为反光圆点的形式。因为定位部吸收不可见光，例如红外线光，则在红外相机形成的图像中，定位部的图像为暗或黑，而定位部周围的部分可以因为红外线的漫反射而处于与暗或黑区别明显的灰色。

在本发明中，采用不同于现有技术的编码和解码方式，用不同的颜色排布代表编码信息，从而方便采用摄像头快速识别和解码。

本发明的实施例也涉及一种光学定位设备，包括：

上述的多个光学定位标记100，其中所述多个光学定位标记中由多个色块形成的颜色编码彼此不同；

信息处理部，在光学定位标记的三维位置与光学定位标记的颜色编码之间建立起一一对应的关系；

发光装置，用于发射不可见光，例如，发光装置可以是红外LED，其发出的红外光可以照射在定位部10上；

图像采集装置，用于获取光学定位标记中的色块形成的颜色编码和定位部的图像，

其中，信息处理部识别来自图像采集装置的颜色编码信息以：确定图像采集装置获取的不可见光反射自哪一个光学定位标记100的定位部10，或者确定图像为暗的定位部10来自哪一个光学定位标记100。

图像采集装置可以分为两个部分，一部分用于获取颜色编码区域的图像，另一部分用于捕获经由光反射部反射的不可见光或者是获得定位部的图像，另一部分例如可以是红外相机。图像采集装置可以是分体的，也可以是一体式的。更具体的，图像采集装置是由感知红外的红外摄像头和感知可见光的彩色摄像头组成的双目系统，或者是由一个摄像头组成的单目系统，单目系统中摄像头内部的感光芯片交叉分布着感知红外波段的像素和感知可见光波段的像素。图像采集装置可以采用高分辨率(例如高于1024x768)和高帧频(例如不低于100Hz)的装置。

信息处理部中可以事先建立光学定位标记的定位部的三维位置与光学定位标记的颜色编码之间的对应关系的数据库。

上述的光学定位标记也可以为用于标定一个点的具体位置。在可选的实施例中，一种光学定位设备，包括：

光学定位标记，所述光学定位标记包括多个色块构成的颜色编码区域，所述多个色块为可见光色块且依序排布以形成颜色编码；

信息处理部，在光学定位标记的三维位置与光学定位标记的颜色编码之间建立起一一对应的关系；和

图像采集装置，用于获取光学定位标记中的色块形成的颜色编码，

其中，信息处理部识别来自图像采集装置的颜色编码信息以确定光学定位标记的三维位置。

本发明的实施例也涉及一种光学定位方法，包括步骤：提供依序排列的多个色块；对所述多个色块进行颜色编码；以及利用不同的色块组成的颜色编码标定光学定位标记的三维位置。

可选的，所述光学定位标记还包括定位部，用于反射不可见光，所述方法还包括步骤：利用图像采集装置获取光学定位标记中的颜色编码和接收由定位部反射的不可见光；识别光学定位标记的颜色编码信息以确定图像采集装置接收的不可见光反射自哪一个光学定位标记的定位部。

或者可选的，所述光学定位标记还包括定位部，用于吸收不可见光，所述方法还包括步骤：利用图像采集装置获取光学定位标记中的颜色编码和光吸收部的图像；以及识别光学定位标记的颜色编码信息以确定图像为暗的定位部来自哪一个光学定位标记。

综上，本发明提出了如下技术方案：

(1)一种光学定位标记，包括：

多个色块构成的颜色编码区域，所述多个色块为可见光色块且依序排布以形成颜色编码；和

定位部，用于反射不可见光或者吸收不可见光，所述定位部设置在颜色编码区域围成的区域内或者在颜色编码区域附近。

(2)根据(1)的光学定位标记，其中：

颜色编码区域为环状，所述定位部位于环状的中心位置。

(3)根据(2)所述的光学定位标记，其中：

每个色块为半径相同的扇环，且所述多个色块在周向方向上同圆心地顺序布置，所述多个色块构成圆环状的颜色编码区域；

所述多个色块包括单个基准色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始，可选的，所述基准色块与其他色块的颜色不同；

所述定位部位于扇环的圆心部分。

(4)根据(3)所述的光学定位标记，其中：

所述多个色块的扇形角均相同。

(5)根据(3)或(4)所述的光学定位标记，其中：

所述定位部为与圆环状的所述颜色编码区域的内径相接的圆的形状，且构成所述颜色编码区域的内边界。

(6)根据(5)所述的光学定位标记，其中：

所述颜色编码区域的径向外侧还设置有外边界色环，可选的，所述外边界色环的颜色不同于任一个色块的颜色。

(7)根据(2)所述的光学定位标记，其中：

所述多个色块为在径向方向上按顺序同圆心布置的环形色块；

所述多个色块包括单个基准色块，所述基准色块为位于径向内侧或径向外侧的两个色块中的一个色块，颜色编码自所述基准色块按预定顺序开始；

所述定位部位于圆心部分。

(8)根据(2)所述的光学定位标记，其中：

所述多个色块包括在周向方向上按顺序同圆心布置的半径相同的多个扇环色块，所述多个扇环色块整体构成第一圆环；

所述多个色块还包括在径向方向上按顺序同所述圆心布置的多个环形色块，所述多个环形色块整体构成第二圆环，第一圆环和第二圆环在径向方向上相接；

所述定位部位于圆心部分；

所述多个扇环色块包括单个扇环基准色块，该扇环基准色块与其他扇环色块的颜色不同，第一圆环的颜色编码自所述扇环基准色块按第一预定顺序开始；且

所述多个环形色块包括单个环形基准色块，所述环形基准色块为位于第二圆环的径向内侧或径向外侧的一个色块，第二圆环的颜色编码自所述环形基准色块按预定顺序开始。

(9)根据(2)所述的光学定位标记，其中：

所述多个色块包括在周向方向上按顺序同圆心布置的半径相同的多个第一扇环色块，所述多个第一扇环色块整体构成第一圆环；

所述多个色块包括在周向方向上按顺序同圆心布置的半径相同的多个第二扇环色块，所述多个第二扇环色块整体构成第二圆环，第一圆环和第二圆环在径向方向上相接；

所述定位部位于圆心部分；

所述多个第一扇环色块包括单个第一扇环基准色块，该第一扇环基准色块与其他第一扇环色块的颜色不同，第一圆环的颜色编码自所述第一扇环基准色块按第一预定顺序开始；且

所述多个第二扇环色块包括单个第二扇环基准色块，该第二扇环基准色块与其他第二扇环色块的颜色不同，第二圆环的颜色编码自所述第二扇环基准色块按第一预定顺序开始。

(10)根据(2)所述的光学定位标记，其中：

整个光学标记为正方形，定位部布置为位于所述正方形中间，定位部与正方形的边之间形成所述颜色编码区域，所述颜色编码区域包括四个相同形状、彼此相接的色块，所述颜色编码区域包括单个基准色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始，所述单个基准色块的颜色不同于其他色块的颜色。

(11)根据(2)所述的光学定位标记，其中：

整个光学标记为等边三角形，定位部设置在等边三角形形心，该定位部与三角形的边之间形成所述颜色编码区域，所述颜色编码区域包括三个或六个相同形状的色块，所述颜色编码区域包括单个基准色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始，所述单个基准色块的颜色不同于其他色块的颜色。

(12)根据(1)所述的光学定位标记，其中：

每个色块为半径相同的扇形或为半径相同的扇环，且所述多个色块在周向方向上同圆心地顺序布置，所述颜色编码区域为扇形或扇环；

所述多个色块包括单个基准色块，所述基准色块为位于颜色编码区域的周向边缘的两个色块中的一个色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始。

(13)根据(1)所述的光学定位标记，其中：

所述多个色块为同心布置的多个扇环，且所述多个扇环在径向方向上顺序布置，所述颜色编码区域为扇环；

所述多个色块包括单个基准色块，所述基准色块为位于颜色编码区域的径向内侧或径向外侧的一个色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始。

(14)根据(1)所述的光学定位标记，其中：

整个光学定位标记大致为长条形，在颜色编码区域，每一个色块为直的色条，所述颜色编码区域包括位于光学定位标记长度方向上的一端的单个基准色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始，可选的，相邻的色条之间彼此邻接且颜色不同。

(15)根据(1)-(14)中任一项所述的光学定位标记，其中：

所述不可见光为红外光。

(16)根据(1)-(14)中任一项所述的光学定位标记，其中：

所述不可见光为紫外光。

(17)根据(1)-(16)中任一项所述的光学定位标记，其中：

所述多个色块包括红色色块、绿色色块、蓝色色块。

(18)根据(1)-(17)中任一项所述的光学定位标记，其中：

所述多个色块能够从所述光学定位标记上移除。

(19)根据(18)所述的光学定位标记，其中：

所述定位部设置为反射红外光而允许可见光通过。

(20)根据(1)-(19)中任一项所述的光学定位标记，其中：

所述定位部为光的逆反射部。

(21)根据(20)所述的光学定位标记，其中：

所述定位部为由逆反射材料制成的反光圆点。

(22)一种光学定位设备，包括：

根据(1)-(21)中任一项所述的多个光学定位标记，其中所述多个光学定位标记中由多个色块形成的颜色编码彼此不同；

信息处理部，在光学定位标记的定位部的三维位置与光学定位标记的颜色编码之间建立起一一对应的关系；

发光装置，用于发射不可见光；

图像采集装置，用于获取光学定位标记中的色块形成的颜色编码和定位部的图像，

其中，信息处理部识别来自图像采集装置的颜色编码信息以：确定图像采集装置获取的不可见定位自哪一个光学定位标记的定位部，或者确定图像为暗的定位部来自哪一个光学定位标记。

(23)一种光学定位设备，包括：

光学定位标记，所述光学定位标记包括多个色块构成的颜色编码区域，所述多个色块为可见光色块且依序排布以形成颜色编码；

信息处理部，在光学定位标记的三维位置与光学定位标记的颜色编码之间建立起一一对应的关系；和

图像采集装置，用于获取光学定位标记中的色块形成的颜色编码，

其中，信息处理部识别来自图像采集装置的颜色编码信息以确定光学定位标记的三维位置。

(24)一种光学定位方法，包括步骤：

提供依序排列的多个色块；

对所述多个色块进行颜色编码；

利用不同的色块组成的颜色编码标定光学定位标记的三维位置。

(25)根据(24)所述的方法，其中：

所述光学定位标记还包括定位部，用于反射不可见光，

所述方法还包括步骤：

利用图像采集装置获取光学定位标记中的颜色编码和接收由定位部反射的不可见光；

识别光学定位标记的颜色编码信息以确定图像采集装置接收的不可见光反射自哪一个光学定位标记的定位部。

(26)根据权利要求(24)所述的方法，其中：

所述光学定位标记还包括定位部，用于吸收不可见光，

所述方法还包括步骤：

利用图像采集装置获取光学定位标记中的颜色编码和光吸收部的图像；以及

识别光学定位标记的颜色编码信息以确定图像为暗的定位部来自哪一个光学定位标记。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (26)

1.一种光学定位标记，包括：

多个色块构成的颜色编码区域，所述多个色块为可见光色块且依序排布以形成颜色编码；和

定位部，用于反射不可见光或者吸收不可见光，所述定位部设置在颜色编码区域围成的区域内或者在颜色编码区域附近。

2.根据权利要求1所述的光学定位标记，其中：

颜色编码区域为环状，所述定位部位于环状的中心位置。

3.根据权利要求2所述的光学定位标记，其中：

每个色块为半径相同的扇环，且所述多个色块在周向方向上同圆心地顺序布置，所述多个色块构成圆环状的颜色编码区域；

所述多个色块包括单个基准色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始，可选的，所述基准色块与其他色块的颜色不同；

所述定位部位于扇环的圆心部分。

4.根据权利要求3所述的光学定位标记，其中：

所述多个色块的扇形角均相同。

5.根据权利要求3或4所述的光学定位标记，其中：

所述定位部为与圆环状的所述颜色编码区域的内径相接的圆的形状，且构成所述颜色编码区域的内边界。

6.根据权利要求5所述的光学定位标记，其中：

所述颜色编码区域的径向外侧还设置有外边界色环，可选的，所述外边界色环的颜色不同于任一个色块的颜色。

7.根据权利要求2所述的光学定位标记，其中：

所述多个色块为在径向方向上按顺序同圆心布置的环形色块；

所述多个色块包括单个基准色块，所述基准色块为位于径向内侧或径向外侧的两个色块中的一个色块，颜色编码自所述基准色块按预定顺序开始；

所述定位部位于圆心部分。

8.根据权利要求2所述的光学定位标记，其中：

所述多个色块包括在周向方向上按顺序同圆心布置的半径相同的多个扇环色块，所述多个扇环色块整体构成第一圆环；

所述多个色块还包括在径向方向上按顺序同所述圆心布置的多个环形色块，所述多个环形色块整体构成第二圆环，第一圆环和第二圆环在径向方向上相接；

所述定位部位于圆心部分；

所述多个扇环色块包括单个扇环基准色块，该扇环基准色块与其他扇环色块的颜色不同，第一圆环的颜色编码自所述扇环基准色块按第一预定顺序开始；且

所述多个环形色块包括单个环形基准色块，所述环形基准色块为位于第二圆环的径向内侧或径向外侧的一个色块，第二圆环的颜色编码自所述环形基准色块按预定顺序开始。

9.根据权利要求2所述的光学定位标记，其中：

所述多个色块包括在周向方向上按顺序同圆心布置的半径相同的多个第一扇环色块，所述多个第一扇环色块整体构成第一圆环；

所述多个色块包括在周向方向上按顺序同圆心布置的半径相同的多个第二扇环色块，所述多个第二扇环色块整体构成第二圆环，第一圆环和第二圆环在径向方向上相接；

所述定位部位于圆心部分；

所述多个第一扇环色块包括单个第一扇环基准色块，该第一扇环基准色块与其他第一扇环色块的颜色不同，第一圆环的颜色编码自所述第一扇环基准色块按第一预定顺序开始；且

所述多个第二扇环色块包括单个第二扇环基准色块，该第二扇环基准色块与其他第二扇环色块的颜色不同，第二圆环的颜色编码自所述第二扇环基准色块按第一预定顺序开始。

10.根据权利要求2所述的光学定位标记，其中：

整个光学标记为正方形，定位部布置为位于所述正方形中间，定位部与正方形的边之间形成所述颜色编码区域，所述颜色编码区域包括四个相同形状、彼此相接的色块，所述颜色编码区域包括单个基准色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始，所述单个基准色块的颜色不同于其他色块的颜色。

11.根据权利要求2所述的光学定位标记，其中：

整个光学标记为等边三角形，定位部设置在等边三角形形心，该定位部与三角形的边之间形成所述颜色编码区域，所述颜色编码区域包括三个或六个相同形状的色块，所述颜色编码区域包括单个基准色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始，所述单个基准色块的颜色不同于其他色块的颜色。

12.根据权利要求1所述的光学定位标记，其中：

每个色块为半径相同的扇形或为半径相同的扇环，且所述多个色块在周向方向上同圆心地顺序布置，所述颜色编码区域为扇形或扇环；

所述多个色块包括单个基准色块，所述基准色块为位于颜色编码区域的周向边缘的两个色块中的一个色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始。

13.根据权利要求1所述的光学定位标记，其中：

所述多个色块为同心布置的多个扇环，且所述多个扇环在径向方向上顺序布置，所述颜色编码区域为扇环；

所述多个色块包括单个基准色块，所述基准色块为位于颜色编码区域的径向内侧或径向外侧的一个色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始。

14.根据权利要求1所述的光学定位标记，其中：

整个光学定位标记大致为长条形，在颜色编码区域，每一个色块为直的色条，所述颜色编码区域包括位于光学定位标记长度方向上的一端的单个基准色块，颜色编码自所述单个基准色块按预定顺序开始，可选的，相邻的色条之间彼此邻接且颜色不同。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的光学定位标记，其中：

所述不可见光为红外光。

16.根据权利要求1-14中任一项所述的光学定位标记，其中：

所述不可见光为紫外光。

17.根据权利要求1-16中任一项所述的光学定位标记，其中：

所述多个色块包括红色色块、绿色色块、蓝色色块。

18.根据权利要求1-17中任一项所述的光学定位标记，其中：

所述多个色块能够从所述光学定位标记上移除。

19.根据权利要求18所述的光学定位标记，其中：

所述定位部设置为反射红外光而允许可见光通过。

20.根据权利要求1-19中任一项所述的光学定位标记，其中：

所述定位部为光的逆反射部。

21.根据权利要求20所述的光学定位标记，其中：

所述定位部为由逆反射材料制成的反光圆点。

22.一种光学定位设备，包括：

根据权利要求1-21中任一项所述的多个光学定位标记，其中所述多个光学定位标记中由多个色块形成的颜色编码彼此不同；

信息处理部，在光学定位标记的定位部的三维位置与光学定位标记的颜色编码之间建立起一一对应的关系；

发光装置，用于发射不可见光；

图像采集装置，用于获取光学定位标记中的色块形成的颜色编码和定位部的图像，

其中，信息处理部识别来自图像采集装置的颜色编码信息以：确定图像采集装置获取的不可见光反射自哪一个光学定位标记的定位部，或者确定图像为暗的定位部来自哪一个光学定位标记。

23.一种光学定位设备，包括：

光学定位标记，所述光学定位标记包括多个色块构成的颜色编码区域，所述多个色块为可见光色块且依序排布以形成颜色编码；

信息处理部，在光学定位标记的三维位置与光学定位标记的颜色编码之间建立起一一对应的关系；和

图像采集装置，用于获取光学定位标记中的色块形成的颜色编码，

其中，信息处理部识别来自图像采集装置的颜色编码信息以确定光学定位标记的三维位置。

24.一种光学定位方法，包括步骤：

提供依序排列的多个色块；

对所述多个色块进行颜色编码；

利用不同的色块组成的颜色编码标定光学定位标记的三维位置。

25.根据权利要求24所述的方法，其中：

所述光学定位标记还包括定位部，用于反射不可见光，

所述方法还包括步骤：

利用图像采集装置获取光学定位标记中的颜色编码和接收由定位部反射的不可见光；

识别光学定位标记的颜色编码信息以确定图像采集装置接收的不可见光反射自哪一个光学定位标记的定位部。

26.根据权利要求24所述的方法，其中：

所述光学定位标记还包括定位部，用于吸收不可见光，

所述方法还包括步骤：

利用图像采集装置获取光学定位标记中的颜色编码和光吸收部的图像；以及

识别光学定位标记的颜色编码信息以确定图像为暗的定位部来自哪一个光学定位标记。