本文介紹了立體光學(xué)定位追蹤系統(tǒng)的基本概念，以及通常如何定義精度和精確度。還提出了應(yīng)用程序精度、系統(tǒng)本身精度以及精度真實(shí)性等概念，同時(shí)涵蓋了對(duì)其他錯(cuò)誤源的理解。立體光學(xué)定位系統(tǒng)基于立體的光學(xué)定位系統(tǒng)廣闊用于需要通過視覺目標(biāo)（也稱為基準(zhǔn)點(diǎn)）測(cè)量實(shí)時(shí)位置和方向的應(yīng)用中。標(biāo)記定義為包含三個(gè)或三個(gè)以上基準(zhǔn)的對(duì)象。使用光學(xué)追蹤作為測(cè)量手段的例子很少，例如整形外科植入物的放置，圖像引導(dǎo)手術(shù)中手術(shù)器械的追蹤，機(jī)器人手術(shù)或放射學(xué)中患者運(yùn)動(dòng)的補(bǔ)償，運(yùn)動(dòng)捕捉或工業(yè)零件檢查等應(yīng)用。具體而言，基于立體的光學(xué)定位系統(tǒng)由兩個(gè)攝像頭組成，兩個(gè)攝像頭彼此位移以與人類雙目視覺相同的方式在場(chǎng)景中獲得兩個(gè)不同的視圖。通過比較這兩個(gè)圖像，可以通過三角測(cè)量裝置檢索相對(duì)深度信息。立體光學(xué)定位系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化，可以檢測(cè)由紅外反射材料或紅外發(fā)光二極管（IR-LED）組成的基準(zhǔn)。在可見光譜范圍內(nèi)工作可以減少對(duì)用戶眼睛的干擾，并且由于外科手術(shù)的光電傳感頭不發(fā)射紅外光，因此產(chǎn)生的圖像受到其他光源的影響也較小。AtracsysfusionTrack250立體光學(xué)定位系統(tǒng)，包括（底部）由四個(gè)IR-LED組成的主動(dòng)標(biāo)記點(diǎn)和（右）包含四個(gè)反射基準(zhǔn)點(diǎn)的被動(dòng)Navex標(biāo)記點(diǎn)。黑龍江雙目紅外光學(xué)技術(shù)，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；北京雙目紅外光學(xué)公司聯(lián)系方式
并對(duì)實(shí)際測(cè)量過程中的浮標(biāo)定位誤差、光學(xué)測(cè)量誤差、光學(xué)模糊效應(yīng)和測(cè)量時(shí)戳誤差進(jìn)行了建模和仿真分析,給出存在這些誤差條件下光學(xué)浮標(biāo)陣對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的定位精度指標(biāo)。1聯(lián)合定位數(shù)學(xué)模型按照系統(tǒng)可觀測(cè)性理論,單個(gè)光學(xué)浮標(biāo)依靠對(duì)目標(biāo)方位信息的持續(xù)觀測(cè)獲得目標(biāo)航向Cm和距離速度比(D0/Vm)信息,無法獲得目標(biāo)的全要素信息(即目標(biāo)初距D0、目標(biāo)速度Vm以及Cm)。為達(dá)到對(duì)目標(biāo)的全要素定位,至少需要2個(gè)光學(xué)浮標(biāo)聯(lián)合工作,利用雙浮標(biāo)分別測(cè)量目標(biāo)方位與浮標(biāo)之間的孔徑尺度特征,通過三角定位原理獲得目標(biāo)的概略位置。但在目標(biāo)運(yùn)動(dòng)到雙浮標(biāo)連線附近時(shí),由于測(cè)量方位一致,定位算法無法收斂,且在目標(biāo)發(fā)現(xiàn)自身被攻擊時(shí)進(jìn)行機(jī)動(dòng)后,雙浮標(biāo)一般無法達(dá)到提供攻擊目標(biāo)指示的需求,因此需多個(gè)浮標(biāo)綜合使用以實(shí)現(xiàn)該戰(zhàn)術(shù)目的。以3光學(xué)浮標(biāo)為例說明多光學(xué)浮標(biāo)聯(lián)合定位的滑窗非線性小二乘法數(shù)學(xué)原理,該原理可以擴(kuò)展為多浮標(biāo)應(yīng)用,卻不局限于3浮標(biāo),如圖1所示。圖1多光學(xué)浮標(biāo)聯(lián)合定位示意圖2誤差模型方位測(cè)量誤差方位測(cè)量誤差包括兩部分,一部分由傳感器測(cè)量的隨機(jī)性引起,另一部分由光學(xué)設(shè)備提取目標(biāo)方位的模糊性引起。光學(xué)浮標(biāo)浮動(dòng)在海面上,內(nèi)部包含增穩(wěn)裝置。長(zhǎng)寧區(qū)雙目紅外光學(xué)廠家內(nèi)蒙古雙目紅外光學(xué)醫(yī)療設(shè)備價(jià)格，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；
以保證浮標(biāo)上的光學(xué)裝置測(cè)量目標(biāo)時(shí)姿態(tài)角的穩(wěn)定性,測(cè)量目標(biāo)方位時(shí)存在的隨機(jī)誤差用Δβobsr表示,設(shè)為測(cè)量目標(biāo)方位的一倍均方差即°。浮標(biāo)利用光學(xué)傳感器測(cè)量目標(biāo)時(shí),提取的方位信息可能為船干舷和橋樓的任何位置,因此可能存在光學(xué)模糊誤差,假設(shè)測(cè)量真方位為βik,真距離為rik,船長(zhǎng)為L(zhǎng)s,此時(shí)目標(biāo)舷角QMik如圖2所示。圖2光學(xué)浮標(biāo)測(cè)量光學(xué)模糊誤差示意圖位置測(cè)量誤差時(shí)間測(cè)量誤差時(shí)間測(cè)量誤差主要是由從浮標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送和主浮標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收的嵌入式計(jì)算機(jī)處理時(shí)間、傳輸延遲以及無線自組織網(wǎng)絡(luò)調(diào)度延遲引起,無線自組織網(wǎng)絡(luò)采用令牌環(huán)式時(shí)分多址協(xié)議進(jìn)行調(diào)度[13],浮標(biāo)節(jié)點(diǎn)序號(hào)由母船分配,主浮標(biāo)出水后以5s為周期向從浮標(biāo)發(fā)送同步信號(hào),各從浮標(biāo)接收到同步信號(hào)后,按照節(jié)點(diǎn)序號(hào)的時(shí)隙發(fā)送自身位置和探測(cè)目標(biāo)信息,節(jié)點(diǎn)令牌持續(xù)時(shí)間為s,隨機(jī)誤差s圖3光學(xué)浮標(biāo)測(cè)量時(shí)分多址原理圖3聯(lián)合定位流程及浮標(biāo)分布結(jié)構(gòu)多光學(xué)浮標(biāo)聯(lián)合定位信息流程如圖4所示。母船分配浮標(biāo)序號(hào)后部署多個(gè)有動(dòng)力浮標(biāo)入水,浮標(biāo)入水后向母船規(guī)定的位置航行。若從節(jié)點(diǎn)浮標(biāo)先出水,則等待主浮標(biāo)的同步碼信號(hào),主浮標(biāo)出水工作后按照約定的周期廣播同步碼。
光學(xué)導(dǎo)航敏感器是光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，針對(duì)不同的任務(wù)的需要，各航天大國(guó)和航天組織發(fā)展了一系列的新型的光學(xué)導(dǎo)航敏感器。 [2] 導(dǎo)航相機(jī)導(dǎo)航相機(jī)是許多深空探測(cè)器用來導(dǎo)航的光學(xué)敏感器，也是收集科學(xué)數(shù)據(jù)的圖像設(shè)備。在“水手”(Mariner)和火星探測(cè)“海盜”(Viking)任務(wù)上***驗(yàn)證了深空探測(cè)光學(xué)導(dǎo)航，“旅行者”（ Voyage***次利用光學(xué)導(dǎo)航來完成主要導(dǎo)航任務(wù)。在“伽利略”（Galileo）號(hào)探測(cè)器接近和飛越Ida和Gaspra小行星任務(wù)上成功地應(yīng)用了光學(xué)導(dǎo)航。NEAR探測(cè)器上安裝的多光譜成像儀的MSI（ Muti-Spectral Imager）由一個(gè)幀頻為1Hz的對(duì)可見光和接近紅外波段敏感的CCD相機(jī)和一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元組成。MSI的主要科學(xué)用途是測(cè)量433號(hào)小行星Eros的體積和測(cè)繪其表面形態(tài)，同時(shí)它也是探測(cè)器被小天體引力場(chǎng)捕獲前的關(guān)鍵導(dǎo)航測(cè)量設(shè)備。雙目紅外光學(xué)技術(shù)，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；
NDI）和兩個(gè)EM追蹤器的腹腔鏡的追蹤準(zhǔn)確性，該光學(xué)追蹤器追蹤安裝在軸上的回射標(biāo)記，而EM追蹤器將傳感器嵌入近端。然后，我們使用觸控筆測(cè)試追蹤器的位置測(cè)量精度和距離測(cè)量精度。，我們?cè)u(píng)估了由EM追蹤的腹腔鏡和EM追蹤的LUS探頭組成的圖像引導(dǎo)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。結(jié)果在使用標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估板的實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)光學(xué)追蹤器（Atracsys&NDI）在位置和方向測(cè)量中的抖動(dòng)比EM追蹤器小。此外，光學(xué)追蹤器在測(cè)試體積內(nèi)顯示出更好的方向測(cè)量一致性。但是，它們的相對(duì)位置測(cè)量精度會(huì)隨著距離的增加而顯著降低，而EM追蹤器的性能卻是穩(wěn)定的。在50mm的距離處，兩個(gè)光學(xué)追蹤器（Atracsys&NDI）的RMS誤差分別為，而EM追蹤器的RMS誤差為。在250mm距離處，兩個(gè)光學(xué)追蹤器（Atracsys&NDI）的RMS誤差分別變?yōu)椋鳨M追蹤器的RMS誤差為。在使用觸控筆的實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)光學(xué)追蹤器（Atracsys&NDI）在定位觸控筆筆尖時(shí)的RMS誤差為，EM追蹤器為。我們的電磁追蹤腹腔鏡和LUS系統(tǒng)組合的原型使用代表性的校準(zhǔn)方法，顯示腹腔鏡的RMS點(diǎn)定位誤差為，LUS探頭的RMS點(diǎn)定位誤差為，前者的較大誤差主要是由于三角測(cè)量誤差造成的使用窄基線立體腹腔鏡時(shí)。湖北雙目紅外光學(xué)醫(yī)療設(shè)備價(jià)格，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；浙江的雙目紅外光學(xué)醫(yī)用儀器價(jià)格
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非線性光學(xué)顯微鏡利用受散射影響較小的較長(zhǎng)波長(zhǎng)激發(fā)，而光學(xué)相干斷層掃描進(jìn)一步利用相干時(shí)間門控來拒絕散射光子，但活組織中可實(shí)現(xiàn)的成像深度仍約為1-2毫米。另一方面，已經(jīng)建議基于自適應(yīng)光學(xué)或波前成形的方法來突破這個(gè)深度障礙，盡管在超過1毫米的深度的體內(nèi)適用性仍然具有挑戰(zhàn)性?！鴪D1.漫射光學(xué)定位成像(DOLI)的概念和微滴的表征。(a)DOLI設(shè)置的布局。單色激光束通過SWIR相機(jī)檢測(cè)到的背向散射熒光照射隱藏在散射介質(zhì)后面的熒光目標(biāo)。(b)用商業(yè)明場(chǎng)顯微鏡捕獲的微滴的WF圖像。(c)微滴直徑分布的直方圖。(d)定位和圖像形成工作流程。(e)用于測(cè)量PSF對(duì)散射介質(zhì)中目標(biāo)深度的依賴性的實(shí)驗(yàn)裝置。(f)用SWIR相機(jī)捕獲的微流控芯片的WF圖像。(g)記錄的熒光點(diǎn)大?。ň€輪廓的FWHM）作為目標(biāo)深度的函數(shù)；顯示了原始數(shù)據(jù)和曲線擬合。具有光學(xué)對(duì)比度的深層組織成像也可以通過結(jié)合光和聲的混合方法來完成。特別是，與光相比，超聲波在軟生物組織中幾乎沒有散射，因此提出了幾種聲光方法，采用聚焦超聲來調(diào)制相干光并在混濁樣品內(nèi)產(chǎn)生頻移光源。然后，散射波前的檢測(cè)用于通過時(shí)間反轉(zhuǎn)光學(xué)相位共軛將光重新聚焦到聲學(xué)焦點(diǎn)。然而，這些方法受到活組織中毫秒級(jí)散斑去相關(guān)時(shí)間的影響。北京雙目紅外光學(xué)公司聯(lián)系方式
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