СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ОТСЛЕЖИВАНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ПОДВИЖНОГО ЦЕЛЕВОГО ОБЪЕКТА

1. Способ определения текущего местоположения целевого объекта в системе опорных координат, когда целевой объект оснащен по меньшей мере тремя активными целевыми маркерами, расположенными в известной конфигурации, согласно которому:
(a) задают местоположение камеры в отношении системы опорных координат;
(b) осуществляют захват изображения в то время, когда камера отцентрована на целевой объект и активные целевые маркеры не включены;
(c) осуществляют захват одного или более изображений в то время, когда камера отцентрована на целевой объект и один или более активных целевых маркеров включены;
(d) обрабатывают эти изображения для вычисления разностного изображения, выражающего разности между изображением, захваченным в то время, когда ни один из активных целевых маркеров не был включен, и изображениями, захваченными в то время, когда один или более активных целевых маркеров были включены;
(e) вычисляют соответствующие средние координаты пикселей для разностей в разностном изображении, сопоставленном с соответствующими активными целевыми маркерами;
(f) для соответствующих активных целевых маркеров, наводят лазерный дальномер и осуществляют передачу лазерного луча в направлении, заданном соответствующими углами панорамирования и наклона, которые имеют функциональную зависимость по меньшей мере от углов панорамирования и наклона, под которыми целевой объект был отцентрован в поле обзора изображения камеры, и разностей между соответствующими средними координатами пикселей и координатами пикселей центра изображений;
(g) для соответствующих активных целевых маркеров, получают соответствующие данные дальности, панорамирования и наклона после передачи соответствующего лазерного луча;
(h) вычисляют координаты соответствующих точек, сопоставленных с активными целевыми маркерами в системе опорных координат, на основании данных измеренных дальности, панорамирования и наклона; и
(i) сравнивают соответствующие положения указанных соответствующих точек, координаты которых были вычислены исходя из измеренных данных, с соответствующими положениями соответствующих точек, расположенных в известной конфигурации, для определения текущего положения и ориентации целевого объекта, заданных в показателях системы опорных координат.
2. Способ по п. 1, в котором этап (с) содержит захват одного изображения в то время, когда по меньшей мере три активных целевых маркера включены.
3. Способ по п. 1, в котором этап (с) содержит захват соответствующих изображений в то время, когда первый, второй и третий активные целевые маркеры включают последовательно.
4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором этап (d) содержит операции, согласно которым:
сегментируют разностное изображение для включения в них отдельных областей, сопоставленных с активными целевыми маркерами на основании указанных разностей; и
вычисляют соответствующие средние координаты пикселей в разностном изображении для соответствующего центроида каждой отдельной области, сопоставленной с активными целевыми маркерами.
5. Способ по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащий операции, согласно которым:
измеряют конфигурацию точек на основании относительных расстояний между указанными точками и
вычисляют первую матрицу преобразований, выражающую местоположение целевого объекта в системе опорных координат, на основании разностей между конфигурацией измеренных точек и конфигурацией известных точек.
6. Способ по п. 5, в котором конфигурация известных точек является асимметричной.
7. Способ по п. 5, дополнительно содержащий операции, согласно которым:
размещают целевой объект в первоначальном местоположении;
вычисляют вторую матрицу преобразований, выражающую первоначальное местоположение целевого объекта относительно системы опорных координат;
перемещают целевой объект из первоначального местоположения в текущее местоположение;
вычисляют матрицу, обратную второй матрице преобразований; и
вычисляют произведение первой матрицы преобразований и матрицы, обратной второй матрице преобразований, причем произведение является третьей матрицей преобразований, выражающей текущее местоположение целевого объекта относительно первоначального местоположения целевого объекта.
8. Способ по п. 7, согласно которому вырабатывают импульсы датчика угла поворота в ответ на инкрементное движение целевого объекта во время перемещения из первоначального местоположения в текущее местоположение.
9. Система отслеживания местоположения, содержащая:
механизм панорамирования и наклона;
камеру и лазерный дальномер, установленный на указанном механизме панорамирования и наклона;
целевой объект, оснащенный по меньшей мере тремя активными целевыми маркерами; и
компьютерную систему, запрограммированную с помощью первого программного обеспечения для управления камерой, лазерным дальномером и механизмом панорамирования и наклона, второго программного обеспечения для обработки изображений, полученных указанной камерой, и третьего программного обеспечения для управления движением указанного целевого объекта и состояниями указанных по меньшей мере трех активных целевых маркеров.
10. Система по п. 9, в которой:
первое программное обеспечение содержит стандартные программы для выдачи механизму панорамирования и наклона команд для наведения камеры на указанный целевой объект и выдачи камере команд для осуществления захвата изображений указанного целевого объекта;
второе программное обеспечение содержит стандартные программы для обработки захваченных изображений для вычисления разностного изображения, выражающего разности между изображением, захваченным в то время, когда активные целевые маркеры не были включены и каждым изображением, захваченным в то время, когда один или более из указанных активных целевых маркеров были включены; и
третье программное обеспечение содержит стандартные программы для управления состояниями указанных активных целевых маркеров.
11. Система по любому из пп. 9-10, в которой целевой объект содержит транспортное средство типа "краулер".
12. Система по п. 11, в которой транспортное средство типа "краулер" является транспортным средством голономного движения типа "краулер".
13. Система по п. 12, дополнительно содержащая средства для отслеживания инкрементного движения указанного транспортного средства типа "краулер".
14. Система по любому из пп. 9-10, в которой целевой объект содержит основание роботизированной руки.
15. Система отслеживания местоположения, содержащая:
механизм панорамирования и наклона;
камеру и лазерный дальномер, установленный на указанном механизме панорамирования и наклона;
целевой объект, оснащенный по меньшей мере тремя активными целевыми маркерами, расположенными в известной конфигурации; и
компьютерную систему, запрограммированную для выполнения следующих операций, согласно которым:
регулируют углы панорамирования и наклона указанного механизма панорамирования и наклона для центрирования камеры на указанный целевой объект с указанными активными целевыми маркерами в пределах поля обзора изображения указанной камеры;
выдают указанной камере команды для осуществления захвата изображения в то время, когда указанная камера отцентрована на указанный целевой объект и указанные активные целевые маркеры не включены;
выдают указанной камере команды для осуществления захвата одного или более изображений в то время, когда указанная камера отцентрована на указанный целевой объект и один или более из указанных активных целевых маркеров включены;
обрабатывают эти изображения для вычисления разностного изображения, выражающего разности между изображением, захваченным в то время, когда ни один из указанных активных целевых маркеров не был включен, и соответствующими изображениями, захваченными в то время, когда один или более из указанных активных целевых маркеров были включены;
вычисляют соответствующие средние координаты пикселей для разностей в разностном изображении, сопоставленном с соответствующими активными целевыми маркерами;
для соответствующих активных целевых маркеров, выдают указанному лазерному дальномеру команды для осуществления передачи лазерных лучей, направленных под соответствующими углами панорамирования и наклона, которые имеют функциональную зависимость по меньшей мере от углов панорамирования и наклона, под которыми указанный целевой объект был отцентрован в поле обзора изображения, и разностей между соответствующими средними координатами пикселей и координатами пикселей центра индикаторного изображения;
для соответствующих активных целевых маркеров, выдают указанному механизму панорамирования и наклона команды для получения соответствующих данных панорамирования и наклона и выдают указанному лазерному дальномеру команды для получения соответствующих данных дальности следом за передачей соответствующего лазерного луча;
вычисляют координаты соответствующих точек, сопоставленных с указанными активными целевыми маркерами в системе опорных координат, на основании данных измеренных дальности, панорамирования и наклона; и
сравнивают соответствующие положения указанных соответствующих точек, координаты которых были вычислены исходя из измеренных данных, с соответствующими положениями соответствующих точек, расположенных в известной конфигурации, для определения текущего положения и ориентации целевого объекта, заданных в показателях системы опорных координат.
16. Система по п. 15, в которой активные целевые маркеры являются светоизлучающими диодами.
17. Система по любому из пп. 15-16, в которой компьютерная система дополнительно запрограммирована для выполнения следующих операций, согласно которым:
измеряют конфигурацию точек на основании относительных расстояний между указанными точками; и
вычисляют первую матрицу преобразований, выражающую местоположение целевого объекта в системе опорных координат на основании разностей между конфигурацией измеренных точек и конфигурацией известных точек.
18. Система по любому из пп. 15-16, в которой целевой объект содержит транспортное средство типа "краулер".
19. Система по п. 18, в которой транспортное средство типа "краулер" является транспортным средством голономного движения типа "краулер", а указанная система дополнительно содержит средства для отслеживания инкрементного движения указанного транспортного средства типа "краулер".
20. Система по любому из пп. 15-16, в которой целевой объект содержит основание роботизированной руки.