专利名称：回射标记物跟踪系统的利记博彩app
回射标记物跟踪系统 相关申请的交叉引用
本申请依据35U.S.C.S 119(e)要求2006年2月9日提交的美国专利申请 S/N. 60/772,331的优先权，其全部内容藉参引被纳入于此。
背景
本说明涉及回射标记物跟踪系统。已知的用于获得一个或多个感兴趣点的 坐标的系统包括标记物跟踪系统。此类标记物跟踪系统通常依赖于附有一个或 多个标记物的物件。附于该物件的标记物可以是有源标记物(例如，发光二极 管标记物)、无源标记物(例如，回射标记物)、或者是有源和无源标记物的 组合。
在医疗应用背景中，用户(例如，医生)使用物件(例如，探针或外科器 械)的末端接触感兴趣的表面(例如，病人身体的表面)。标记物感测设备(例 如， 一对相机)观察附于该物件的标记物。在已知的相机位置以及如为每一相 机所见的这些标记物的位置的基础上，此类系统计算这些标记物的三维坐标。 然后，在这些标记物的位置与该物件尖端之间的已知关系的基础上，该标记物 跟踪系统确定该物件的尖端的坐标。若该物件的尖端在上述表面上，则那些坐 标还对应于此表面上该点处的坐标。
无源标记物的一个示例是基于玻璃珠技术。这样一种无源标记物(在本说 明中称作"多物镜高折射率标记物")是通过在基层904中嵌入微小的玻璃珠 902 (例如，其数目以成百上千计)(其特写在图9中示出)、并以此基层来 包敷某一表面(例如，球体)来形成。该球体高度织构化的表面易受尘垢、手 指上的油污等污染。出现在该球体的表面上的任何污染都可能会影响此无源标 记物的回射性能，由此促使或引起确定该标记物所附于的物件的位置时产生不 准确性。
真回射意味着能量被定向回往其源的反射方式。有时在实践当中，观察点
(例如，标记物感测设备)无法以允许观察到真回射的能量的方式来定位。
概要
一般而言，在一个方面， 一种系统包括物件，其包括形状基本上由两个 不同半径的、关于彼此基本上同心地布置的球冠界定的第一回射标记物；标记 物照明设备，用于充分照明该第一回射标记物；标记物感测设备，用于检测被 照明的该第一回射标记物并用于生成指示此被照明的第一回射标记物在空间 中的位置的第一数据；以及计算设备，用于处理标记物感测设备所生成的该第 一数据以确定该物件在空间中的定位和/或朝向。
此系统的实现包括以下的一项或多项。
该第一回射标记物的形状可进一步由一个或多个凸缘界定。 该第一回射标记物可具有均一的折射率。
该第一回射标记物在从标记物照明设备发出的光线于范围在0°与±-°间的入射角之内进入该第一回射标记物时可回射光线。
界定该第一回射标记物的形状可由被介质分隔开的球体与球腔形成。此球 体可由半径R1定义；并且该球腔可由内半径R2、外半径R3、高h、及基圆半 径a定义。该球腔的外半径R3可基本上等于该球腔的高h、大于该球腔的高h、 或小于该球腔的高h。该球腔的内半径R2可基本上等于该球体的半径R1、或 大于该球体的半径Rl。反射性材料可被直接涂敷于该球腔的腔侧表面、该球 腔的非腔侧表面、和/或该球体的表面。界定第一回射标记物的形状可由第一球 冠和第二球冠形成。该第一球冠可由半径R4、高hl、和基圆半径al定义；并 且该第二球冠可由半径R5、高h2、和基圆半径a2定义。高hl可大于半径R4。 高h2可大于半径R5。高hl可基本上等于半径R4并且高h2可基本上等于半 径R5。反射性材料可被直接涂敷于该第一或第二球冠的表面上。
界定第一回射标记物的形状由第一球冠组件和第二球冠组件形成，该第一 和第二球冠组件被构造为一整合单元。该第一球冠组件可由半径R6、高h3、 和基圆半径a3定义；并且该第二球冠组件可由半径R7、高h4、和基圆半径 a4定义。高h3可大于半径R6。高h4可大于半径R7。高h3可基本上等于半 径R6并且高h4可基本上等于半径R7。反射性材料可被直接涂敷于该第一或
第二球冠组件的表面上。
该第一回射标记物可由防碎材料形成。该第一回射标记物可由具有相对较 低的折射率的材料形成。该第一回射标记物可由具有相对较高的折射率的材料 形成。反射性材料可被直接涂敷于该第一回射标记物的后表面上。
反射性材料可被直接涂敷于该第一回射标记物的后表面的一个或多个部 分上。回射标记物后表面上的这一个或多个涂敷了反射性材料的部分可包括少 于该后表面的整体。
该第一回射标记物可被构造成漫射地回射光线。
该系统的物件可进一步包括至少另一个回射标记物，其形状基本上由两个 不同半径的、关于彼此基本上同心地布置的球冠界定。第一回射标记物和这至 少另一个回射标记物可在该物件上被相对于彼此地布置成使得在这些回射标 记物被标记物照明设备同时照明时在一时刻这些回射标记物中仅有一个回射 光线。第一回射标记物和这至少另一个回射标记物可在该物件上被相对于彼此 地布置成使得在这些回射标记物被标记物照明设备同时照明时至少有两个回 射标记物回射光线。该系统的标记物感测设备可检测此至少另一个被照明的回 射标记物，并且对于每一个检测到的标记物，生成指示相应的被照明标记物在 空间中的位置的数据。该系统的计算设备可处理标记物感测设备所生成的数据 来确定该物件在空间中的定位和/或朝向。这些回射标记物的大小和尺寸可被确 定为使得标记物感测设备在标记物照明设备同时照明这些回射标记物时能检 测到单个离散的反射光源。这些回射标记物的大小和尺寸可被确定为使得标记 物感测设备在标记物照明设备同时照明这些回射标记物时能检测到多个离散 的反射光源。这多个离散的反射光源中至少有一个可在标记物照明设备同时照 明至少两个回射标记物时被形成。
这些基本上定义第一回射标记物的形状的球冠的半径可被选择成使得在 第一回射标记物被照明时所检测到的反射光图像的强度保持相对恒定——即 便在标记物照明设备与标记物感测设备之间的观察角变化时亦是如此。
图1示出医疗应用背景中的一种标记物跟踪系统。
图2a、 2b、 2c、和2d各自示出一种增强型回射标记物的横截面视图。 图3a和3b示出各自由球体和球腔形成的五种增强型回射标记物的横截面 视图。
图4示出各自由两个球冠形成的三种增强型回射标记物的横截面视图。 图5示出各自由两个球冠组件所界定的整合单元构成的三种增强型回射
标记物的横截面视图。
图6a示出关于具有高分模线和经全反光化的后表面的增强型回射标记物
的光路。
图6b示出关于具有低分模线和经全反光化的后表面的增强型回射标记物 的光路。
图6c示出关于具有高分模线和经部分反光化的后表面的增强型回射标记 物的光路。
图7a关于标记物跟踪系统的观察点地示出包括五个多物镜高折射率标记 物的设备。
图7b示出从图7a的观察点所见的近端标记物和远端标记物的视图。 图7c关于标记物跟踪系统的观察点地示出包括五个增强型回射标记物的 设备。
图7d示出从图7c的观察点所见的近端标记物的视图。
图8a示出在其中部署了多物镜高折射率回射标记物的回射标记物跟踪系统。
图8b示出在其中部署了增强型回射标记物的回射标记物跟踪系统。 图8c示出关于图8b的被部分遮光的增强型回射标记物的光路的侧视图。 图8d示出图8b的被部分遮光的增强型回射标记物的正视图。 图9示出嵌入在基层中的微小玻璃珠。
具体说明
参见图1， 一种标记物跟踪系统包括在其中刚性地安装了标记物感测设备 (例如，相机104)和标记物照明设备118的单元102。该标记物照明设备118 照明附于诸如工具108等的物件的无源标记物106。相机104检测被照明的无源标记物106，生成指示被检测到的各回射标记物106在空间中的位置的数据， 并将这些数据提供给计算设备。在所描绘的示例中，该计算设备位于经由有线 通信链路112连接到相机104的计算机110内。在其它示例中，该计算设备位 于相机安装单元102内或者位于经由无线通信链路与相机104处于通信状态的 计算机中。给定相机104的已知位置以及各无源标记物106的位置，该计算设 备计算工具108的定位和/或朝向。进而，在每一无源标记物106的位置与工具 108的尖端108a的位置之间的已知关系的基础上，该计算设备计算工具尖端 108a在空间中的坐标。在工具108由用户(例如，外科医生114)手持并且工 具尖端108a被抵压或以其它方式与一表面(例如，病人的身体116)形成接触 的那些场合，工具尖端108a的坐标对应于工具尖端108a接触于该表面的点的 坐标。
在本说明中，描述了可被纳入在图1的标记物跟踪系统中的无源标记物 (在本说明中称为"增强型回射标记物")的各种各样的示例及实现。所有这 些示例和实现的共同之处如下图1的系统的每一增强型回射标记物106的形 状大体由两个球冠界定由半径为RA的球体位于平面PA以上(或以下)的区 域界定的球冠A、由半径为RB的球体位于平面PB以上(或以下)的区域界定
的球冠B，其中RA#RB。在所有的实现中，这两个球冠均被关于彼此基本上
同心地布置(即，该半径为RA的球体和该半径为RB的球体共享一共同的中心
C或者其各自相应的中心距离彼此相近)。在一些实现中，每一增强型回射标 记物具有均一的折射率。本说明中的增强型回射标记物既包括由真回射体构成 的标记物也包括基本回射的标记物。
如在本说明中使用的术语"分模线"是指在界定标记物形状的这两个球冠 之间大体划分该增强型回射标记物的平面。尽管图2a的增强型回射标记物的 分模线穿过共同的中心C，但是增强型回射标记物也可被实现为使得分模线相 对于该共同中心而言较高(如图2b中所示)或者相对于该共同中心而言较低 (如图2c中所示)。在图2d的实现中，增强型回射标记物的形状进一步由凸 缘界定，这些凸缘继而可被用来助益于将该标记物安装到工具上或在该标记物 的制造当中起到辅助作用。
图3a中描绘的增强型回射标记物的每种实现是藉由将球体302和球腔304 在该球体302的外表面与该球腔304的内表面之间的共同边界处物理地耦合 (例如，使用光耦合胶或者覆模和/或罐铸技术)来形成的。图3b中描绘的增 强型回射标记物106的每一种实现是由被介质(例如，空气)分隔开的球体302 和球腔304形成的。在图3a和3b两者中描绘的实现中，球体302由半径Rl 定义，并且球腔304由内半径R2、外半径R3、高h、以及基圆半径a定义。
图4中描绘的增强型回射标记物106的每一种实现是藉由将两个球冠在共 同的边界处物理地耦合(例如，使用光耦合胶)来形成的。其中一个球冠402 由半径R4、高hl、和基圆半径al定义，并且另一个球冠404由半径R5、高 h2、和基圆半径a2定义。
图5中描绘的增强型回射标记物106的每一种实现被形成为具有两个球冠 组件的单个整合单元(例如，使用令两个经图案化的工具之间的基层形变并将 标记物的形状模压进基层内的模压或微模压技术、注模技术、以及涉及从单件 固体物料机械加工和/或蚀刻出标记物的技术)。其中一个球冠组件502a由半
径R6、高h3、和基圆半径a3定义，并且另一个球冠组件502b由半径R7、高 h4、和基圆半径a4定义。
增强型回射标记物的其它特征可基于要在其中部署标记物跟踪系统的环 境背景(例如，户内还是户外)和/或要在其中应用标记物跟踪系统的应用背景 (例如，医疗还是工业)而变化。此类特征的示例包括
(1) 用于形成该增强型回射标记物的材料——变更材料会影响增强型回 射标记物的折射率、该标记即便在曝露于严峻的环境条件时也能准确地发挥功 能的能力、和/或该标记物的成本——若可使用较廉价的材料来替代较昂贵的材 料。该增强型回射标记物可由诸如聚碳酸酯等的具有相对较低折射率(n《1.9) 的材料、或诸如专用玻璃等的具有相对较高折射率(n>1.9)的材料形成。
(2) 该增强型回射标记物的大小——取决于其应用，增强型回射标记物可 被构建成任何大小(例如，直径在千分之几英寸量级或直径在英寸量级上)并 且单独地或者作为群聚在一起或被定位成使得每个体标记物之间存在一定空 间的一群增强型回射标记物的一部分来使用。
(3) 界定该增强型回射标记物的形状的这两个球冠之间的分模线的位置；
以及
(4)该增强型回射标记物的后表面或外表面上使用本领域中所知的数种 技术——包括但不限于对标记物的后表面或外表面的镀银、上漆、直接金属化、 以及置为反射性介质——中的任何一种被反光化的量。
上面第(3)和(4)项更详细地讨论如下。
图6a和6b示出具有不同分模线的增强型回射标记物602、 612的示例。 假设标记物602、 612每一个的后表面整个都被反光化并且光以相等的高入射 角a。进入每一标记物602、 612。在标记物602的情形中，高分模线使得输入 光线能够如图6a中所示地穿过标记物602、在经反光化的后表面上反射、并离 开标记物602。作为对比，标记物612的低分模线导致反射光如图6b中所示地 与入射光线非平行地离开标记物612。图6a和6c示出具有相同的分模线但经 反光化的后表面的量不同的增强型回射标记物602、 622的示例。假设光以高 入射角"°进入每一标记物602、 622。在标记物622的情形中，传入的光如图 6c中所示地穿过标记物622，命中标记物622的后表面上未经反光化的部分， 并离开标记物622。图6a、 6b、和6c的示例图解了增强型回射标记物可被调 谐(藉由变更分模线位置和/或经反光化的后表面的大小)以使其回射能力仅于 光是在范围在O。与±"°之间的入射角内(在本说明中称为"有效入射角范 围")进入标记物时才被"开启"的方式。
在回射标记物跟踪系统中纳入各自具有有限的有效入射角范围的增强型 回射标记物可通过藉由防止远端标记物(相对于观察点而言位于背景)与近端 标记物(相对于观察点而言位于前景)发生干扰来提高该系统的定位跟踪准确 性。图7a示出附有五个多物镜高折射率标记物704的设备702的示例。这五 个多物镜高折射率标记物704使得设备702在360°的全程旋转中均能被观察 到。如果远端标记物704在其并非正被跟踪时不停止回射，则当远端标记物 704a移到作为跟踪主体的近端标记物704b后面并且这两个反射源融为一体时 远端标记物704a会与该近端标记物704b发生干扰。在此类情形中，近端标记 物704b和远端标记物704a对于该回射标记物跟踪系统的观察点706而言表现 为单个不规则形状的标记物708 (如图7b中所示)，由此导致设备702的定位 被不准确地确定。图7c示出附有五个增强型回射标记物714的设备712。如果 远端标记物714a被调谐成在光是在其有效入射角范围之外进入远端标记物
714a时停止回射，则近端标记物714b可无畸变地被回射标记物跟踪系统观察 到(如图7d中所示)，由此导致准确地确定设备702的定位。
除了如在前一段中描述的避免"标记物融合"以外，纳入各自具有有限的 有效入射角范围的增强型回射标记物还可提高标记物跟踪系统在增强型回射 标记物被障碍物部分地遮光的场合的定位跟踪准确性。
图8a示出在其中部署了两个多物镜高折射率标记物802a、 802b的标记物 跟踪系统的示例；图8b示出在其中部署了两个在图2、 3、 4、和5中描绘的类 型的增强型回射标记物812a、 812b的标记物跟踪系统的示例。假设举例而言 图8a和8b的标记物跟踪系统各自均被实现为使用基于用反射光图像的形心计 算出的标记物质心的算法来确定标记物的定位。
在图8a的情形中，多物镜高折射率标记物802a部分地被障碍物806遮光 并且被部分地遮光的标记物802a (如图8a的标记物跟踪系统的观察点808所 观察到的)的质心表现为向完全可见的标记物802b移动。其效果是在确定工 具804 (其附有这些多物镜高折射率标记物802)的定位之中引入了不准确 性——因为被部分地遮光的标记物802a被感知到的位置与此被部分地遮光的 标记物802a的实际位置失步。作为对比，被障碍物816部分地遮光的增强型 回射标记物812a对图8b的标记物跟踪系统的观察点818将表现为被两个障碍 物部分地遮光即如图8c和8d中所示的实际障碍物和虚拟障碍物。由于在增 强型回射标记物812a的某一区域中发生的任何遮光在该增强型回射标记物 812a的相对一侧上具有反射对应部，因此图8b的标记物跟踪系统的观察点818 所观察到的图像表现为关于参考轴对称，并且该增强型回射标记物812a的质 心保持不变。相应地，工具814的定位可被准确地确定——因为被部分地遮光 的增强型回射标记物812a被感知到的位置和此被部分地遮光的增强型回射标 记物812a的实际位置是同步的。
在一些实现中，增强型回射标记物的外表面(前和/或后)被构造成漫射 地反射光线来为标记物跟踪系统提供强度较低但更一致的回射目标。在一些实 现中，增强型回射标记物是使用使得该标记物漫射地回射光线的半透明材料来 制造的。以此方式，该增强型回射标记物的定位可被此标记物跟踪系统更准确 地确定。
一般而言，增强型回射标记物被构造成使得离开该标记物的光线与输入光
线基本上平行。在标记物照明设备与观察点处在不同位置处的那些场合，回波
光线中有略微的收敛和/或发散可能是可取的。当标记物照明设备与观察点之间
的角度(即"观察角")增大时回射迅速衰落。在此类场合，增强型回射标记
物可被调谐成使得与照明的距离的负二次方关系最优化以使得反射光图像的
强度相对恒定——畸变在观察角变化时亦是如此。此调谐可涉及变更界定该增
强型回射标记物的形状的球冠的半径之比、变更用来形成该增强型回射标记物 的材料、或其两者。
尽管上面描述的示例提到部署在医疗应用背景中的标记物跟踪系统，但是 该增强型回射标记物也可被纳入于在工业应用背景中使用的标记物跟踪系统 中以供在广泛的一批计算机辅助测量方案(例如，动态运动测量、坐标测量、 以及扫描器跟踪)中使用。相应地，增强型回射标记物所附于的物件可以是任 何活动的或不活动的物件。
已对本说明书中描述的主题的具体实现进行了说明。其它实现也落在位于 所附权利要求的范围之内。
权利要求
1. 一种系统，包括包括第一回射标记物的物件，所述第一回射标记物的形状基本上由两个不同半径的、关于彼此基本上同心地布置的球冠界定；标记物照明设备，用于充分地照明所述第一回射标记物；标记物感测设备，用于检测被照明的所述第一回射标记物并用于生成指示所述被照明的第一回射标记物在空间中的位置的第一数据；以及计算设备，用于处理所述标记物感测设备所生成的所述第一数据以确定所述物件在空间中的定位和/或朝向。
2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一回射标记物的形状 进一步由 一个或多个凸缘界定。
3. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一回射标记物具有均 一的折射率。
4. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一回射标记物在从所 述标记物照明设备发出的光线于范围在O。与±^°间的入射角之内进入所述 第一回射标记物时回射光线。
5. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述界定第一回射标记物的 形状由被介质分隔开的球体与球腔形成。
6. 如权利要求5所述的系统，其特征在于 所述球体由半径R1定义；并且所述球腔由内半径R2、外半径R3、高h、和基圆半径a定义。
7. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述球腔的外半径R3基本上 等于所述球腔的高h。
8. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述球腔的外半径R3大于所 述球腔的高h。
9. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述球腔的外半径R3小于所 述球腔的高h。
10. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述球腔的内半径R2基本上等于所述球体的半径R1。
11. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述球腔的内半径R2大于所述球体的半径R1。
12. 如权利要求11所述的系统，其特征在于，反射性材料被直接涂敷于 所述球腔的腔侧表面上。
13. 如权利要求11所述的系统，其特征在于，反射性材料被直接涂敷于 所述球腔的非腔侧表面上。
14. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，反射性材料被直接涂敷于所 述球体的表面上。
15. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，反射性材料被直接涂敷于所 述球腔的非腔侧表面上。
16. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述界定第一回射标记物的 形状由第一球冠和第二球冠形成。
17. 如权利要求16所述的系统，其特征在于 所述第一球冠由半径R4、高hl、和基圆半径al定义；并且 所述第二球冠由半径R5、高h2、和基圆半径a2定义。
18. 如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述高hl大于所述半径R4。
19. 如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述高h2大于所述半径R5。
20. 如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述高hl基本上等于所述 半径R4并且所述高h2基本上等于所述半径R5。
21. 如权利要求16所述的系统，其特征在于，反射性材料被直接涂敷于 所述第一球冠的表面上。
22. 如权利要求16所述的系统，其特征在于，反射性材料被直接涂敷于 所述第二球冠的表面上。
23. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述界定第一回射标记物的 形状由第一球冠组件和第二球冠组件形成，所述第一和第二球冠组件被构造为 整合单元。
24. 如权利要求23所述的系统，其特征在于 所述第一球冠组件由半径R6、高h3、和基圆半径a3定义；并且 所述第二球冠组件由半径R7、高h4、和基圆半径a4定义。
25. 如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述高h3大于所述半径R6。
26. 如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述高h4大于所述半径R7。
27. 如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述高h3基本上等于所述 半径R6并且所述高h4基本上等于所述半径R7。
28. 如权利要求23所述的系统，其特征在于，反射性材料被直接涂敷于 所述第一球冠组件的表面上。
29. 如权利要求23所述的系统，其特征在于，反射性材料被直接涂敷于 所述第二球冠组件的表面上。
30. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述第一回射标记物是由防 碎材料形成的。
31. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一回射标记物是由具 有相对较低的折射率的材料形成的。
32. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述第一回射标记物是由具 有相对较高的折射率的材料形成的。
33. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，反射性材料被直接涂敷于所 述第一回射标记物的后表面上。
34. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，反射性材料被直接涂敷于所 述第一回射标记物的后表面的一个或多个部分上。
35. 如权利要求34所述的系统，其特征在于，所述回射标记物后表面上 的所述一个或多个上面涂敷了反射性材料的部分包括少于所述后表面的整体。
36. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述第一回射标记物被构造 成漫射地反射光线。
37. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述物件进一步包括至少另 一个回射标记物，所述至少另一个回射标记物的形状基本上由两个不同半径 的、关于彼此基本上同心地布置的球冠界定。
38. 如权利要求37所述的系统，其特征在于，所述第一回射标记物和所 述至少另一个回射标记物在所述物件上被相对于彼此地布置成使得在所述各 回射标记物被所述标记物照明设备同时照明时在一时刻所述各回射标记物中 仅有一个回射光线。
39. 如权利要求37所述的系统，其特征在于，所述第一回射标记物和所 述至少另一个回射标记物在所述物件上被相对于彼此地布置成使得在所述各 回射标记物被所述标记物照明设备同时照明时至少有两个回射标记物回射光 线。
40. 如权利要求39所述的系统，其特征在于，所述标记物感测设备 检测所述至少另一个被照明的回射标记物，并且对于每一个检测到的标记物，生成指示相应的被照明标记物在空间中的位置的数据。
41. 如权利要求40所述的系统，其特征在于，所述计算设备处理所述标 记物感测设备所生成的所述数据以确定所述物件在空间中的定位和/或朝向。
42. 如权利要求37所述的系统，其特征在于，所述各回射标记物的大小 和尺寸被确定为使得所述标记物感测设备在所述标记物照明设备同时照明所 述各回射标记物时检测到单个离散的反射光源。
43. 如权利要求37所述的系统，其特征在于，所述各回射标记物的大小 和尺寸被确定为使得所述标记物感测设备在所述标记物照明设备同时照明所 述各回射标记物时检测到多个离散的反射光源。
44. 如权利要求43所述的系统，其特征在于，所述多个离散的反射光源 中至少有一个是在所述标记物照明设备同时照明至少两个回射标记物时形成 的。
45. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述基本上界定第一回射标 记物的形状的各球冠的半径被选择成使得在所述第一回射标记物被照明时所 检测到的反射光图像的强度即便在所述标记物照明设备与所述标记物感测设 备之间的观察角变化时亦保持相对恒定。
全文摘要
一种标记物跟踪系统，包括物件、标记物照明设备、标记物感测设备、以及计算设备。该物件包括第一回射标记物，其形状基本上由两个不同半径的、关于彼此基本上同心地布置的球冠界定。标记物照明设备充分照明该第一回射标记物，标记物感测设备检测到被照明的第一回射标记物并生成指示此被照明的第一回射标记物在空间中的位置的第一数据，并且计算设备处理标记物感测设备所生成的该第一数据以确定该物件在空间中的定位和/或朝向。
文档编号A61B19/00GK101379412SQ200780005038
公开日2009年3月4日 申请日期2007年2月9日 优先权日2006年2月9日
发明者B·J·麦克罗艾, G·布吕纳 申请人:北方数字股份有限公司