CN112880557A - 一种多模式跟踪器系统 - Google Patents

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CN112880557A CN202110024827.6A CN202110024827A CN112880557A CN 112880557 A CN112880557 A CN 112880557A CN 202110024827 A CN202110024827 A CN 202110024827A CN 112880557 A CN112880557 A CN 112880557A
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    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures

Abstract

本发明涉及一种多模式跟踪器系统，包括至少两个的跟踪器或球扫设备；跟踪器系统的工作模式包括：单跟踪器多球扫工作模式、多跟踪器单球扫工作模式和多跟踪器多球扫工作模式；通过不同数量的跟踪器及扫描设备相互配合，实现支持多种模式工作；单跟踪器多球扫工作模式下，可以在单位时间内提高扫描速率，这种工作模式针对那些多时间要求严格的场景，如自动化流水线场景；多跟踪器单球扫工作模式下，可以在拓展跟踪扫描的范围，这种工作模式针对大工件，大场景，如扫描整车或者重型机械的工件；多跟踪器多球扫跟踪模式下，既可以拓展跟踪区域，又可以提高扫描速率；可以根据具体场景要求选择合适的工作模式，跟踪式三维激光扫描具有更多的应用场景。

Description

一种多模式跟踪器系统
技术领域
本发明涉及近景三维激光扫描技术领域，尤其涉及一种多模式跟踪器系统。
背景技术
双目相机加上激光器是激光扫描的基本组成部分，用于大场景的激光扫描，自然需要长基线的双目跟踪器和对应的激光器。
双目跟踪器系统主要由跟踪器和扫描仪组成，目前国内市场上的双目跟踪器系统仅支持单跟踪器、单扫描仪模式，工作方式较为单一，不能适应扫描场景大、扫描效率高以及扫描精度高等要求。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种多模式跟踪器系统，解决现有技术中问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多模式跟踪器系统，其特征在于，所述跟踪器系统包括：跟踪器和球扫设备，所述跟踪器和所述球扫设备的数量均为至少两个；各个跟踪器之间相互通信；
所述跟踪器系统的工作模式包括：单跟踪器多球扫工作模式、多跟踪器单球扫工作模式和多跟踪器多球扫工作模式；
所述单跟踪器多球扫工作模式下：所述跟踪系统中的一个所述跟踪器以及至少两个的球所述扫设备处于工作状态，该跟踪器可以支持跟踪至少两个的球扫设备；
所述多跟踪器单球扫工作模式下：所述跟踪系统中至少两个的所述跟踪器以及一个所述球扫设备处于工作状态，该至少两个的跟踪器均支持跟踪该球扫设备；
所述多跟踪器多球扫工作模式下：所述跟踪系统中至少两个的所述跟踪器以及所述球扫设备处于工作状态，每个跟踪器均支持跟踪一个或多个的所述球扫设备。
一种多模式跟踪器系统，包括：一个跟踪器和至少两个的球扫设备；
所述跟踪器系统的工作模式为单跟踪器多球扫工作模式；
所述单跟踪器多球扫工作模式下：所述跟踪系统中的一个所述跟踪器以及至少两个的球所述扫设备处于工作状态，该跟踪器可以支持跟踪至少两个的球扫设备。
一种多模式跟踪器系统，包括：至少两个的跟踪器和一个的球扫设备；各个跟踪器之间相互通信；
所述跟踪器系统的工作模式为多跟踪器单球扫工作模式；
所述多跟踪器单球扫工作模式下：所述跟踪系统中至少两个的所述跟踪器以及一个所述球扫设备处于工作状态，该至少两个的跟踪器均支持跟踪该球扫设备。
本发明的有益效果是：通过不同数量的跟踪器及扫描设备相互配合，实现支持多种模式工作；单跟踪器多球扫工作模式下，可以在单位时间内提高扫描速率，这种工作模式针对那些多时间要求严格的场景，如自动化流水线场景；多跟踪器单球扫工作模式下，可以在拓展跟踪扫描的范围，这种工作模式针对大工件，大场景，如扫描整车或者重型机械的工件；多跟踪器多球扫跟踪模式下，既可以拓展跟踪区域，又可以提高扫描速率；可以根据具体场景要求选择合适的工作模式，具有很强的适应性，让跟踪式三维激光扫描具有更多的应用场景，如扫描更大的场景，更快的扫描效率，不同精度扫描要求等。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述跟踪器系统处于所述单跟踪器多球扫工作模式时，至少两个的所述球扫设备都在所述跟踪器的跟踪范围内，至少两个的所述球扫设备采集的三维点数据会统一在所述跟踪器的坐标系下。
进一步，所述跟踪器系统包括两个跟踪器和一个球扫设备或者两个跟踪器和两个球扫设备时，两个跟踪器包括主跟踪器和从跟踪器；所述跟踪器系统处于双跟踪器单球扫工作模式或双踪器双球扫工作模式时，标定过程包括：
将两个所述跟踪器的公共跟踪范围的公共标定点组成标定板；
将从跟踪器的坐标变换到主跟踪器的坐标系下的变换关系为：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝Inverse(RT|master_tracker_to_board)*RT|slave_tracker_to_board*Pslave_trac ker(x,y,z)；
其中，RT|master_tracker_to_board表示所述主跟踪器跟踪所述标定板的变换关系，Inverse(RT|master_tracker_to_board)为所述主跟踪器坐标系转到所述标定板坐标系的变换关系的逆运算；RT|slave_tracker_to_board表示所述从跟踪器跟踪所述标定板的变换关系，Pslave_tracker(x,y,z)表示跟踪器坐标系坐标。
进一步，所述跟踪器系统处于双跟踪器单球扫工作模式，所述球扫设备仅能被所述主跟踪器跟踪到时；
扫描过程中的扫描数据按照所述主跟踪器的变换关系计算：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_master_tracker*Pscanner(x,y,z)，其中
RT|scanner_to_master_tracker为球扫坐标系采集的坐标变换到主跟踪器坐标系下的变换关系。
进一步，所述跟踪器系统处于双跟踪器单球扫工作模式，所述球扫设备仅能被所述从跟踪器跟踪到时；
扫描过程中的扫描数据按照所述从跟踪器的变换关系计算：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝Inverse(RT|master_tracker_to_board)*RT|slave_tracker_to_board*
RT|scanner_to_slave_tracker(x,y,z)*Pscanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_slave_tracker为球扫坐标系采集的坐标变换到从跟踪器下的变换关系。
进一步，所述跟踪器系统处于双跟踪器单球扫工作模式，所述球扫设备能被所述主跟踪器和所述从跟踪器跟踪到时；
扫描过程中的扫描数据按照所述主跟踪器的变换关系计算：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_master_tracker*Pscanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_master_tracker为球扫坐标系采集的坐标变换到主跟踪器下的变换关系。
进一步，所述跟踪器系统处于双跟踪器双球扫工作模式时，所述主跟踪器跟踪所述主球扫设备，所述从跟踪器跟踪所述从球扫设备；扫描过程中将所述从跟踪下扫描的数据通过标定关系转换至所述主跟踪器下完成扫描数据的坐标系统一，包括：
所述主跟踪器坐标系下采集的三维点坐标为：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_master_tracker*Pmaster_scanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_master_tracker记为球扫坐标系采集的坐标变换到主跟踪器下的变换关系；
所述从跟踪器坐标系下采集的三维点坐标为：
Pslave_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_slave_tracker*Pslave_scanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_slave_tracker记为球扫坐标系采集的坐标变换到从跟踪器下的变换关系；
将所述从跟踪器坐标系下的三维点变换到所述主跟踪器坐标系下：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝Inverse(RT|master_tracker_to_board)*RT|slave_tracker_to_board*Pslave_tracker(x,y,z)。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种单跟踪器双球扫的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种双跟踪器单球扫的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种双跟踪器双球扫的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供的一种多模式跟踪器系统，包括：跟踪器和球扫设备，跟踪器和球扫设备的数量均为至少两个。
球形扫描仪(简称球扫)上包括靶球、相机和扫描器，且靶球设有多个标志反光点，通过跟踪器获取标志反光点在跟踪器坐标系(以跟踪器为中心构建的三维坐标系)中的坐标，球扫对目标物体进行扫描，分别获取目标物体表面的扫描点和标志反光点在球扫坐标系(以球扫为中心构建的三维坐标系)中的坐标，从而根据上述三个坐标构建目标物体表面，生成目标物体的三维模型。
各个跟踪器之间相互通信，各个跟踪器之间的数据通信可以采用有线通信方式，也可以采用无线通信的方式，但无论采用哪种方式，需要将网络配置在同一网段内。
跟踪器系统的工作模式包括：单跟踪器多球扫工作模式、多跟踪器单球扫工作模式和多跟踪器多球扫工作模式。
单跟踪器多球扫工作模式下：跟踪系统中的一个跟踪器以及至少两个的球扫设备处于工作状态，该跟踪器可以支持跟踪至少两个的球扫设备。
该工作模式可以在单位时间内提高扫描速率，可以采用不同的激光器颜色扫描设备，针对不同的材质的工件，获取更优质量的扫描数据。
多跟踪器单球扫工作模式下：跟踪系统中至少两个的跟踪器以及一个球扫设备处于工作状态，该至少两个的跟踪器均支持跟踪该球扫设备。
该工作模式拓展跟踪扫描区域，多种跟踪器可以采用不同跟踪距离和跟踪精度的跟踪器搭配使用，可以适应不同场景的测量需求。
多跟踪器多球扫工作模式下：跟踪系统中至少两个的跟踪器以及球扫设备处于工作状态，每个跟踪器均支持跟踪一个或多个的球扫设备。
该工作模式既可以拓展跟踪区域，又可以提高扫描速率；可以采用不同的激光器颜色扫描设备，也可以采用不同跟踪距离和跟踪精度的跟踪器搭配使用，可以适应不同场景的测量需求。
本发明提供的一种跟踪器系统，通过不同数量的跟踪器及扫描设备相互配合，实现支持多种模式工作；单跟踪器多球扫工作模式下，可以在单位时间内提高扫描速率，这种工作模式针对那些多时间要求严格的场景，如自动化流水线场景；多跟踪器单球扫工作模式下，可以在拓展跟踪扫描的范围，这种工作模式针对大工件，大场景，如扫描整车或者重型机械的工件；多跟踪器多球扫跟踪模式下，既可以拓展跟踪区域，又可以提高扫描速率；可以根据具体场景要求选择合适的工作模式，具有很强的适应性，让跟踪式三维激光扫描具有更多的应用场景，如扫描更大的场景，更快的扫描效率，不同精度扫描要求等。
实施例1
本发明提供的实施例2为本发明提供的一种多模式跟踪器系统的第二实施例，该多模式跟踪器系统的第二实施例包括一个跟踪器和至少两个的球扫设备。
跟踪器系统的工作模式为单跟踪器多球扫工作模式。
单跟踪器多球扫工作模式下：跟踪系统中的一个跟踪器以及至少两个的球扫设备处于工作状态，该跟踪器可以支持跟踪至少两个的球扫设备。
优选的，跟踪器系统处于单跟踪器多球扫工作模式时，至少两个的球扫设备都在跟踪器的跟踪范围内，至少两个的球扫设备采集的三维点数据会统一在跟踪器的坐标系下。
具体的，跟踪器系统处于单跟踪器双球扫工作模式时单跟踪器双球扫工作模式中涉及到的两个球扫都在主跟踪器的跟踪范围内，所以自然的他们两个扫描数据都是在一个坐标系下，不涉及跟踪系统标定过程。扫描过程中，当系统工作时，两个球扫采集的三维点数据将会统一在主跟踪器的坐标系下。
该工作模式可以在单位时间内提高扫描速率，可以采用不同的激光器颜色扫描设备，针对不同的材质的工件，获取更优质量的扫描数据。
单跟踪器多球扫工作模式下，可以在单位时间内提高扫描速率，这种工作模式针对那些多时间要求严格的场景，如自动化流水线场景。
实施例2
本发明提供的实施例3为本发明提供的一种多模式跟踪器系统的第三实施例，该多模式跟踪器系统的第三实施例包括至少两个的跟踪器和一个的球扫设备；各个跟踪器之间相互通信。
各个跟踪器之间的数据通信可以采用有线通信方式，也可以采用无线通信的方式，但无论采用哪种方式，需要将网络配置在同一网段内。
跟踪器系统的工作模式为多跟踪器单球扫工作模式。
多跟踪器单球扫工作模式下：跟踪系统中至少两个的跟踪器以及一个球扫设备处于工作状态，该至少两个的跟踪器均支持跟踪该球扫设备。
该工作模式拓展跟踪扫描区域，多种跟踪器可以采用不同跟踪距离和跟踪精度的跟踪器搭配使用，可以适应不同场景的测量需求。
多跟踪器单球扫工作模式下，可以在拓展跟踪扫描的范围，这种工作模式针对大工件，大场景，如扫描整车或者重型机械的工件。
优选的，跟踪器系统包括两个跟踪器和一个球扫设备时，两个跟踪器包括主跟踪器和从跟踪器；跟踪器系统处于双跟踪器单球扫工作模式时，标定过程包括：
步骤101，将两个跟踪器的公共跟踪范围的公共标定点组成标定板。
步骤102，将标定板坐标系下的坐标Pboard(x,y,z)变换到主跟踪器坐标系Pmaster_tracker(x,y,z)的关系为：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝Inverse(RT|master_tracker_to_board)*Pboard(x,y,z)。
其中，RT|master_tracker_to_board表示主跟踪器跟踪标定板的变换关系，Inverse(RT|master_tracker_to_board)为主跟踪器坐标系转到标定板坐标系的变换关系的逆运算。
步骤103，将从跟踪器坐标系坐标Pslave_tracker(x,y,z)变换到标定板坐标系下的坐标Pboard(x,y,z)的关系为：
Pboard(x,y,z)＝RT|slave_tracker_to_board*Pslave_tracker(x,y,z)。
其中，RT|slave_tracker_to_board表示从跟踪器跟踪标定板的变换关系。
步骤104，将从跟踪器的坐标变换到主跟踪器的坐标系下的变换关系为：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝Inverse(RT|master_tracker_to_board)*RT|slave_tracker_to_board*Pslave_trac ker(x,y,z)。
该式也即双跟踪器单球扫工作模式的标定过程。
跟踪器系统处于双跟踪器单球扫工作模式下的扫描过程可以认为是如下过程可以分为三种情况：
情况1：球扫仅能被主跟踪器跟踪到。
情况2：球扫仅能被从跟踪器跟踪到。
情况3：球扫能被主跟踪器和从跟踪器跟踪到。
球扫设备仅能被主跟踪器跟踪到时，扫描过程中的扫描数据按照主跟踪器的变换关系计算，也即：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_master_tracker*Pscanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_master_tracker为球扫坐标系采集的坐标变换到主跟踪器下的变换关系。
球扫设备仅能被从跟踪器跟踪到时，扫描过程中的扫描数据按照从跟踪器的变换关系计算，也即：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝Inverse(RT|master_tracker_to_board)*RT|slave_tracker_to_board*RT|scanner_to_slave_tracker(x,y,z)*Pscanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_slave_tracker为球扫坐标系采集的坐标变换到从跟踪器下的变换关系。
球扫设备能被主跟踪器和从跟踪器跟踪到时，扫描过程中的扫描数据优先按照主跟踪器的变换关系计算，也即：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_master_tracker*Pscanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_master_tracker为球扫坐标系采集的坐标变换到主跟踪器下的变换关系。
实施例3
本发明提供的实施例1为本发明提供的一种多模式跟踪器系统的第一实施例，该多模式跟踪器系统的第一实施例包括：跟踪器和球扫设备，该跟踪器和球扫设备的数量均为至少两个；各个跟踪器之间相互通信。
跟踪器系统的工作模式包括：单跟踪器多球扫工作模式、多跟踪器单球扫工作模式和多跟踪器多球扫工作模式。
单跟踪器多球扫工作模式下：跟踪系统中的一个跟踪器以及至少两个的球扫设备处于工作状态，该跟踪器可以支持跟踪至少两个的球扫设备。
优选的，跟踪器系统处于单跟踪器多球扫工作模式时，至少两个的球扫设备都在跟踪器的跟踪范围内，至少两个的球扫设备采集的三维点数据会统一在跟踪器的坐标系下。
如图1所示为本发明实施例提供的一种单跟踪器双球扫的示意图，单跟踪器双球扫工作模式中涉及到的两个球扫都在主跟踪器的跟踪范围内，所以自然的他们两个扫描数据都是在一个坐标系下，不涉及跟踪系统标定过程。扫描过程中，当系统工作时，两个球扫采集的三维点数据将会统一在主跟踪器的坐标系下。
多跟踪器单球扫工作模式下：跟踪系统中至少两个的跟踪器以及一个球扫设备处于工作状态，该至少两个的跟踪器均支持跟踪该球扫设备。
多跟踪器多球扫工作模式下：跟踪系统中至少两个的跟踪器以及球扫设备处于工作状态，每个跟踪器均支持跟踪一个或多个的球扫设备。
如图2和图3所示分别为本发明实施例提供的一种双跟踪器单球扫和双跟踪器双球扫的示意图，跟踪器系统包括两个跟踪器和一个球扫设备或者两个跟踪器和两个球扫设备时，两个跟踪器包括主跟踪器和从跟踪器，两个球扫设备包括主球扫设备和从球扫设备；跟踪器系统处于双跟踪器单球扫工作模式或双踪器双球扫工作模式时，标定过程包括：
步骤101，将两个跟踪器的公共跟踪范围的公共标定点组成标定板。
步骤102，将标定板坐标系下的坐标Pboard(x,y,z)变换到主跟踪器坐标系Pmaster_tracker(x,y,z)的关系为：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝Inverse(RT|master_tracker_to_board)*Pboard(x,y,z)。
其中，RT|master_tracker_to_board表示主跟踪器坐标系转到标定板坐标系下的变换关系，Inverse(RT|master_tracker_to_board)为主跟踪器坐标系转到标定板坐标系的变换关系的逆运算。
步骤103，将从跟踪器坐标系坐标Pslave_tracker(x,y,z)变换到标定板坐标系下的坐标Pboard(x,y,z)的关系为：
Pboard(x,y,z)＝RT|slave_tracker_to_board*Pslave_tracker(x,y,z)。
其中，RT|slave_tracker_to_board表示从跟踪器跟踪标定板的变换关系。
步骤104，将从跟踪器坐标系变换到主跟踪器的坐标系下的变换关系为：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝Inverse(RT|master_tracker_to_board)*RT|slave_tracker_to_board*Pslave_trac ker(x,y,z)。
该式也即双跟踪器单球扫工作模式及双踪器双球扫工作模式的标定过程。
具体的，跟踪器系统处于双跟踪器单球扫工作模式下的扫描过程可以认为是如下过程可以分为三种情况：
情况1：球扫仅能被主跟踪器跟踪到。
情况2：球扫仅能被从跟踪器跟踪到。
情况3：球扫能被主跟踪器和从跟踪器跟踪到。
对于情况1，球扫设备仅能被主跟踪器跟踪到时，扫描过程中的扫描数据按照主跟踪器的变换关系计算，也即：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_master_tracker*Pscanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_master_tracker为球扫坐标系采集的坐标变换到主跟踪器下的变换关系。
对于情况2，球扫设备仅能被从跟踪器跟踪到时，扫描过程中的扫描数据按照从跟踪器的变换关系计算，也即：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝Inverse(RT|master_tracker_to_board)*RT|slave_tracker_to_board*RT|scanner_to_slave_tracker(x,y,z)*Pscanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_slave_tracker为球扫坐标系采集的坐标变换到从跟踪器下的变换关系。
对于情况3，球扫设备能被主跟踪器和从跟踪器跟踪到时，扫描过程中的扫描数据优先按照主跟踪器的变换关系计算，也即：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_master_tracker*Pscanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_master_tracker为球扫坐标系采集的坐标变换到主跟踪器坐标系下的变换关系。
具体的，跟踪器系统处于双跟踪器双球扫工作模式时，主跟踪器跟踪主球扫设备，从跟踪器跟踪从球扫设备；扫描过程中将从跟踪下扫描的数据通过标定关系转换至主跟踪器下完成扫描数据的坐标系统一，包括：
主跟踪器坐标系下采集的三维点坐标为：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_master_tracker*Pmaster_scanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_master_tracker记为球扫坐标系采集的坐标变换到主跟踪器坐标系下的变换关系；
从跟踪器坐标系下采集的三维点坐标为：
Pslave_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_slave_tracker*Pslave_scanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_slave_tracker记为球扫坐标系采集的坐标变换到从跟踪器坐标系下的变换关系；
将从跟踪器坐标系下的三维点变换到主跟踪器坐标系下：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝Inverse(RT|master_tracker_to_board)*RT|slave_tracker_to_board*Pslave_tracker(x,y,z)。
完成上述三个过程也即完成了双跟踪器双球扫工作模式下的扫描过程。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多模式跟踪器系统，其特征在于，所述跟踪器系统包括：一个跟踪器和至少两个的球扫设备；
所述跟踪器系统的工作模式为单跟踪器多球扫工作模式；
所述单跟踪器多球扫工作模式下：所述跟踪系统中的一个所述跟踪器以及至少两个的球所述扫设备处于工作状态，该跟踪器可以支持跟踪至少两个的球扫设备。
2.一种多模式跟踪器系统，其特征在于，所述跟踪器系统包括：至少两个的跟踪器和一个的球扫设备；各个跟踪器之间相互通信；
所述跟踪器系统的工作模式为多跟踪器单球扫工作模式；
所述多跟踪器单球扫工作模式下：所述跟踪系统中至少两个的所述跟踪器以及一个所述球扫设备处于工作状态，该至少两个的跟踪器均支持跟踪该球扫设备。
3.根据权利要求2所述的跟踪器系统，其特征在于，所述跟踪器系统包括两个跟踪器和一个球扫设备时，两个跟踪器包括主跟踪器和从跟踪器；所述跟踪器系统处于双跟踪器单球扫工作模式时，标定过程包括：
将两个所述跟踪器的公共跟踪范围的公共标定点组成标定板；
将从跟踪器的坐标变换到主跟踪器的坐标系下的变换关系为：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝Inverse(RT|master_tracker_to_board)*RT|slave_tracker_to_board*Pslave_tracker(x,y,z)；
其中，RT|master_tracker_to_board表示所述主跟踪器跟踪所述标定板的变换关系，Inverse(RT|master_tracker_to_board)为所述主跟踪器坐标系转到所述标定板坐标系的变换关系的逆运算；RT|slave_tracker_to_board表示所述从跟踪器跟踪所述标定板的变换关系，Pslave_tracker(x,y,z)表示从跟踪器坐标系坐标；
所述球扫设备仅能被所述主跟踪器跟踪到时，扫描过程中的扫描数据按照所述主跟踪器的变换关系计算：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_master_tracker*Pscanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_master_tracker为球扫坐标系采集的坐标变换到主跟踪器下的变换关系；
所述球扫设备仅能被所述从跟踪器跟踪到时，扫描过程中的扫描数据按照所述从跟踪器的变换关系计算：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝Inverse(RT|master_tracker_to_board)*RT|slave_tracker_to_board*RT|scanner_to_slave_tracker(x,y,z)*Pscanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_slave_tracker为球扫坐标系采集的坐标变换到从跟踪器坐标系下的变换关系；
所述球扫设备能被所述主跟踪器和所述从跟踪器跟踪到时，扫描过程中的扫描数据按照所述主跟踪器的变换关系计算：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_master_tracker*Pscanner(x,y,z)。
4.一种多模式跟踪器系统，其特征在于，所述跟踪器系统包括：跟踪器和球扫设备，所述跟踪器和所述球扫设备的数量均为至少两个；各个跟踪器之间相互通信；
所述跟踪器系统的工作模式包括：单跟踪器多球扫工作模式、多跟踪器单球扫工作模式和多跟踪器多球扫工作模式；
所述单跟踪器多球扫工作模式下：所述跟踪系统中的一个所述跟踪器以及至少两个的球所述扫设备处于工作状态，该跟踪器可以支持跟踪至少两个的球扫设备；
所述多跟踪器单球扫工作模式下：所述跟踪系统中至少两个的所述跟踪器以及一个所述球扫设备处于工作状态，该至少两个的跟踪器均支持跟踪该球扫设备；
所述多跟踪器多球扫工作模式下：所述跟踪系统中至少两个的所述跟踪器以及所述球扫设备处于工作状态，每个跟踪器均支持跟踪一个或多个的所述球扫设备。
5.根据权利要求4所述的跟踪器系统，其特征在于，所述跟踪器系统处于所述单跟踪器多球扫工作模式时，至少两个的所述球扫设备都在所述跟踪器的跟踪范围内，至少两个的所述球扫设备采集的三维点数据会统一在所述跟踪器的坐标系下。
6.根据权利要求4所述的跟踪器系统，其特征在于，所述跟踪器系统包括两个跟踪器和一个球扫设备或者两个跟踪器和两个球扫设备时，两个跟踪器包括主跟踪器和从跟踪器；所述跟踪器系统处于双跟踪器单球扫工作模式或双踪器双球扫工作模式时，标定过程包括：
将两个所述跟踪器的公共跟踪范围的公共标定点组成标定板；
将从跟踪器的坐标变换到主跟踪器的坐标系下的变换关系为：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝Inverse(RT|master_tracker_to_board)*RT|slave_tracker_to_board*Pslave_tracker(x,y,z)；
其中，RT|master_tracker_to_board表示所述主跟踪器坐标系转到所述标定板坐标系的变换关系，Inverse(RT|master_tracker_to_board)为所述主跟踪器坐标系转到所述标定板坐标系的变换关系的逆运算；RT|slave_tracker_to_board表示所述从跟踪器转到所述标定板坐标系的变换关系，Pslave_tracker(x,y,z)表示从跟踪器坐标系坐标。
7.根据权利要求6所述的跟踪器系统，其特征在于，所述跟踪器系统处于双跟踪器单球扫工作模式，所述球扫设备仅能被所述主跟踪器跟踪到时；
扫描过程中的扫描数据按照所述主跟踪器的变换关系计算：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_master_tracker*Pscanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_master_tracker为球扫坐标系采集的坐标变换到主跟踪器下的变换关系。
8.根据权利要求6所述的跟踪器系统，其特征在于，所述跟踪器系统处于双跟踪器单球扫工作模式，所述球扫设备仅能被所述从跟踪器跟踪到时；
扫描过程中的扫描数据按照所述从跟踪器的变换关系计算：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝Inverse(RT|master_tracker_to_board)*RT|slave_tracker_to_board*RT|scanner_to_slave_tracker(x,y,z)*Pscanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_slave_tracker为球扫坐标系采集的坐标变换到从跟踪器坐标系下的变换关系。
9.根据权利要求6所述的跟踪器系统，其特征在于，所述跟踪器系统处于双跟踪器单球扫工作模式，所述球扫设备能被所述主跟踪器和所述从跟踪器跟踪到时；
扫描过程中的扫描数据按照所述主跟踪器的变换关系计算：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_master_tracker*Pscanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_master_tracker为球扫坐标系采集的坐标变换到主跟踪器下的变换关系。
10.根据权利要求6所述的跟踪器系统，其特征在于，所述跟踪器系统处于双跟踪器双球扫工作模式时，所述主跟踪器跟踪所述主球扫设备，所述从跟踪器跟踪所述从球扫设备；扫描过程中将所述从跟踪下扫描的数据通过标定关系转换至所述主跟踪器下完成扫描数据的坐标系统一，包括：
所述主跟踪器坐标系下采集的三维点坐标为：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_master_tracker*Pmaster_scanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_master_tracker记为球扫坐标系采集的坐标变换到主跟踪器下的变换关系；
所述从跟踪器坐标系下采集的三维点坐标为：
Pslave_tracker(x,y,z)＝RT|scanner_to_slave_tracker*Pslave_scanner(x,y,z)，其中RT|scanner_to_slave_tracker记为球扫坐标系采集的坐标变换到从跟踪器下的变换关系；
将所述从跟踪器坐标系下的三维点变换到所述主跟踪器坐标系下：
Pmaster_tracker(x,y,z)＝Inverse(RT|master_tracker_to_board)*RT|slave_tracker_to_board*Pslave_tracker(x,y,z)。
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Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110170534A1 (en) * 2010-01-11 2011-07-14 Faro Technologies, Inc. Method and apparatus for synchronizing measurements taken by multiple metrology devices
US20140028805A1 (en) * 2011-04-15 2014-01-30 Faro Technologies, Inc. System and method of acquiring three-dimensional coordinates using multiple coordinate measurment devices
WO2017041418A1 (zh) * 2015-09-10 2017-03-16 天远三维（天津）科技有限公司 多线阵列激光三维扫描系统及多线阵列激光三维扫描方法
CN106846488A (zh) * 2017-01-11 2017-06-13 江苏科技大学 一种基于多立体跟踪器的大型物体三维建模系统及方法
CN106918300A (zh) * 2017-01-11 2017-07-04 江苏科技大学 一种基于多立体跟踪器的大型物体三维测量数据拼接方法
DE102017007078A1 (de) * 2017-07-27 2018-01-25 Daimler Ag Messsystem und Verfahren zur Bestimmung von 3D-Koordinaten von Messpunkten eines Objekts, insbesondere eines Umformwerkzeuges zur Herstellung von Fahrzeugen
CN108613626A (zh) * 2018-05-31 2018-10-02 武汉中观自动化科技有限公司 一种球体扫描仪及三维扫描系统
CN109000582A (zh) * 2018-03-15 2018-12-14 杭州思看科技有限公司 跟踪式三维扫描装置的扫描方法及系统、存储介质、设备
CN110260786A (zh) * 2019-06-26 2019-09-20 华中科技大学 一种基于外部跟踪的机器人视觉测量系统及其标定方法
CN110530292A (zh) * 2019-09-19 2019-12-03 北京天远三维科技股份有限公司 一种基于无线同步的扫描系统及扫描方法
CN210719062U (zh) * 2019-09-19 2020-06-09 北京天远三维科技股份有限公司 一种基于无线同步的跟踪装置及扫描系统
CN111308993A (zh) * 2020-02-13 2020-06-19 青岛联合创智科技有限公司 一种基于单目视觉的人体目标跟随方法
CN111561868A (zh) * 2020-05-21 2020-08-21 郑州辰维科技股份有限公司 一种利用光学跟踪结构光扫描器实现天线型面非接触测量的方法
CN111595257A (zh) * 2020-04-09 2020-08-28 武汉中观自动化科技有限公司 一种光学追踪式三维扫描仪无线同步触发系统及方法
CN111623725A (zh) * 2019-02-27 2020-09-04 杭州思看科技有限公司 一种跟踪式三维扫描系统
CN111936074A (zh) * 2018-03-30 2020-11-13 皇家飞利浦有限公司 监视手术室中的移动物体
JP2020186981A (ja) * 2019-05-13 2020-11-19 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング 位置計測システム及び位置計測方法

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110170534A1 (en) * 2010-01-11 2011-07-14 Faro Technologies, Inc. Method and apparatus for synchronizing measurements taken by multiple metrology devices
US20140028805A1 (en) * 2011-04-15 2014-01-30 Faro Technologies, Inc. System and method of acquiring three-dimensional coordinates using multiple coordinate measurment devices
WO2017041418A1 (zh) * 2015-09-10 2017-03-16 天远三维（天津）科技有限公司 多线阵列激光三维扫描系统及多线阵列激光三维扫描方法
CN106846488A (zh) * 2017-01-11 2017-06-13 江苏科技大学 一种基于多立体跟踪器的大型物体三维建模系统及方法
CN106918300A (zh) * 2017-01-11 2017-07-04 江苏科技大学 一种基于多立体跟踪器的大型物体三维测量数据拼接方法
DE102017007078A1 (de) * 2017-07-27 2018-01-25 Daimler Ag Messsystem und Verfahren zur Bestimmung von 3D-Koordinaten von Messpunkten eines Objekts, insbesondere eines Umformwerkzeuges zur Herstellung von Fahrzeugen
CN109000582A (zh) * 2018-03-15 2018-12-14 杭州思看科技有限公司 跟踪式三维扫描装置的扫描方法及系统、存储介质、设备
CN111936074A (zh) * 2018-03-30 2020-11-13 皇家飞利浦有限公司 监视手术室中的移动物体
CN108613626A (zh) * 2018-05-31 2018-10-02 武汉中观自动化科技有限公司 一种球体扫描仪及三维扫描系统
CN111623725A (zh) * 2019-02-27 2020-09-04 杭州思看科技有限公司 一种跟踪式三维扫描系统
JP2020186981A (ja) * 2019-05-13 2020-11-19 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング 位置計測システム及び位置計測方法
CN110260786A (zh) * 2019-06-26 2019-09-20 华中科技大学 一种基于外部跟踪的机器人视觉测量系统及其标定方法
CN210719062U (zh) * 2019-09-19 2020-06-09 北京天远三维科技股份有限公司 一种基于无线同步的跟踪装置及扫描系统
CN110530292A (zh) * 2019-09-19 2019-12-03 北京天远三维科技股份有限公司 一种基于无线同步的扫描系统及扫描方法
CN111308993A (zh) * 2020-02-13 2020-06-19 青岛联合创智科技有限公司 一种基于单目视觉的人体目标跟随方法
CN111595257A (zh) * 2020-04-09 2020-08-28 武汉中观自动化科技有限公司 一种光学追踪式三维扫描仪无线同步触发系统及方法
CN111561868A (zh) * 2020-05-21 2020-08-21 郑州辰维科技股份有限公司 一种利用光学跟踪结构光扫描器实现天线型面非接触测量的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宋小全等: "多传感器多目标跟踪中的数据关联", 《系统工程与电子技术》 *
艾康伟等: "三维跟踪扫描影像分析方法的实现与精度分析", 《中国体育科技》 *

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