(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210175644.9 (22)申请日 2022.02.25 (71)申请人 南京先能光电科技有限公司 地址 211100 江苏省南京市江宁区龙眠大 道568号MAX科研中心17栋B座 (72)发明人 鲍炜　王施宇　 (74)专利代理 机构 南京知识律师事务所 32 207 专利代理师 徐航天 (51)Int.Cl. G06T 7/80(2017.01) G06T 7/70(2017.01) H04L 67/131(2022.01) H04N 5/232(2006.01) (54)发明名称 一种基于成像几何原理的指向定位方法、 装 置及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于成像几何原理的指 向定位方法， 包括带有摄像头的瞄准装置、 若干 个能够被摄像头辨识的定位标志 器； 将四个主定 位标志器呈矩形分布设置于目标靶面； 预先确定 瞄准方向所对应的摄像头的像素坐标位置c； 处 理单元获取主定位标志器在图像中的像点的像 素坐标， 并据此计算像素坐标c对应于目标靶面 上的点C相对于主定位标志器的坐标关系， 即瞄 准指向位置。 本发明还公开了包括瞄准装置， 瞄 准装置包括一个摄像头、 处理模块， 还包括设有 若干个能够被摄像头辨识的定位标志 器。 本发明 还公开了一种指向定位系统， 包括上述指向定位 装置， 还包括与控制器通信连接的显示装置， 显 示装置用于提供瞄准的反馈 。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 114549662 A 2022.05.27 CN 114549662 A 1.一种基于成像几何原 理的指向定位方法， 其特征在于： 包括摄像头、 连接摄像头的处 理单元、 定位标志器， 定位标志器包括四个能够被摄像头辨识的主定位标志器P0、 P1、 P2、 P3； 将四个主定位标志器P0、 P1、 P2、 P3呈矩形分布设置 于目标靶面； 预先确定瞄准方向所对应的摄 像头的像素坐标位置 c； 处理单元捕捉包括四个主定位标志器的目标靶面的摄像头图像， 获取P0、 P1、 P2、 P3在 图像中的像点p0、 p1、 p2、 p3的像素坐标， 并据此计算像素坐标c对应于目标靶面上的点C相 对于P0、 P1、 P2、 P3的坐标关系， 即瞄准指向位置 。 2.根据权利要求1所述的基于成像几何原 理的指向定位方法， 其特征在于： 定位标志器 还包括辅助定位标志器Pf， 将辅助定位标志器Pf设置于P0、 P1、 P2、 P3中某两个相邻者之间 接的连线上； 获取辅助定位标志器Pf在图像中的像点pf的像素坐标； 处理单元根据p0、 p1、 p2、 p3、 pf像点的拓扑关系， 确定像点分别对应的定位标志器。 3.根据权利要求2所述的基于成像几何原 理的指向定位方法， 其特征在于： 当存在多个 靶面时， 在不同的靶面上， 将辅助定位标志器Pf距离两侧的主定位标志器的距离比例设为 不同的数值； 根据距离比例关系， 进行不同目标靶面的区分。 4.根据权利要求1所述的基于成像几何原 理的指向定位方法， 其特征在于： 利用加速度 传感器检测重力场的方向， 用以矫正因瞄准器的轴向旋转造成的图像旋转， 从而判定各个 定位标志器与像点的对应关系； 利用角速度传感器使得在不能用定位标志器实现指向计算 时， 采用角速度与时间的积分计算偏移角度， 结合角速度传感器与目标靶面的距离信息接 续计算瞄准指向位置 。 5.一种基于成像几何原 理的指向定位装置， 其特征在于： 包括瞄准装置和定位标志器； 定位标志器包括4个用于呈矩形分布在目标靶面且能够被摄像头辨识的主定位标志器P0、 P1、 P2、 P3， 瞄准装置包括 一个摄像头以及与摄 像头连接的处 理模块； 摄像头用于进行图像采集， 把所有定位标志器捕捉到 图像里； 摄像头镜头的朝向与瞄 准装置的指向一 致； 预先确定瞄准方向所对应的摄 像头的像素坐标位置 c； 处理模块根据主定位标志器P0、 P1、 P2、 P3在摄像头中的对应成像点p0、 p1、 p2、 p3的像 素坐标， 计算出像素坐标c对应于靶面上的点C相对于P0、 P1、 P2、 P3的坐标关系， 即瞄准位 置。 6.根据权利要求5所述的基于成像几何原 理的指向定位装置， 其特征在于： 定位标志器 还包括一个辅助定位标志器Pf； 辅助定位标志器Pf设置在某一对相 邻的主定位标志器之间 的连线上， 处理模块根据定位标志器的拓扑关系确定各个定位标志器在成像中的像点的对 应关系。 7.根据权利要求5或6所述的基于成像几何原理的指向定位装置， 其特征在于： 定位标 志器用于被摄像头捕捉辨识的部分为可见光的LED发光点、 红外LED发光点、 高反光的反光 点中的一种； 当定位标志器为高反光的反光点时， 瞄准装置还包括一个发光器， 用于照亮定 位标志器。 8.根据权利要求5或6所述的基于成像几何原理的指向定位装置， 其特征在于： 定位标 志器被设置为固定在目标靶面上的功率不小于1W、 波长不低于850nm 的红外LED； 瞄准装置权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114549662 A 2还包括窄带滤光片， 窄带滤光片的通光窗口包括红外LED的波长， 窄带滤光片设置于摄像头 光路内。 9.根据权利要求5或6所述的基于成像几何原理的指向定位装置， 其特征在于： 瞄准装 置中加速度传感器、 角速度传感器； 利用加速度传感器辅助进行定位标志器与像点的对应 关系的判定； 利用角速度传感器， 在定位标志器移出摄像头的视场范围时， 接续计算瞄准装 置的指向。 10.一种基于成像几何原理的指向定位系统， 其特征在于： 包括权利要求5 ‑9中任一项 所述的基于成像几何原理的指向定位装置， 还包括与控制器通信连接的显示装置， 显示装 置的显示 面为目标靶面， 显示装置用于提供瞄准显示界面； 定位标志器设置在目标靶面边框上； 通过瞄准装置与控制器通信， 将处理模块计算出 的瞄准方向所对应的摄像头的像素坐标位置c在显示界面上 的对应位置传输至控制器， 通 过控制器控制， 在显示界面的对应位置 显示特定图案， 以模拟真实激光照射的效果。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114549662 A 3