CN104936547A

CN104936547A - 跟踪系统及利用上述跟踪系统的跟踪方法

Info

Publication number: CN104936547A
Application number: CN201480004953.3A
Authority: CN
Inventors: 洪钟圭; 李贤箕; 郑载宪; 金珉永
Original assignee: Koh Young Technology Inc; Industry Academic Cooperation Foundation of KNU
Current assignee: Koh Young Technology Inc; Industry Academic Cooperation Foundation of KNU
Priority date: 2013-01-18
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2015-09-23
Also published as: WO2014112782A1; EP2946741A4; JP2016515837A; KR101371387B1; US20160270860A1; EP2946741A1

Abstract

本发明公开了仅利用一台成像单元也能计算出各个标记的三维坐标，从而能够减少制作费用，实现装备的紧凑化，并将手术空间的制约最小化的跟踪系统及利用上述跟踪系统的跟踪方法。在上述跟踪系统及利用上述跟踪系统的跟踪方法中，从各个标记释放的光通过具有至少一对镜头的镜头陈列单元，从而在成像单元完成标记影像的成像，其中上述标记影像为针对每个标记形成的与上述镜头陈列单元所具有的镜头的数量相对应的数量的标记影像，最终能够仅利用一台成像单元也能通过三角法来计算出上述多个标记的三维坐标，并能计算和确认附着于目标物的空间位置和方向，因此，不仅能够降低跟踪系统的制作费用，而且能够实现的小型轻量化，从而与现有的跟踪系统相比，具有相对少受手术空间的制约的效果。

Description

跟踪系统及利用上述跟踪系统的跟踪方法

技术领域

本发明涉及一种跟踪系统及利用上述跟踪系统的跟踪方法，更详细地，涉及一种通过跟踪附着于患处或手术器械之类的目标物的多个标记的坐标，来检测目标物的空间位置信息或方向信息的手术用跟踪系统及利用上述跟踪系统的跟踪方法。

背景技术

最近，当实施腹腔镜手术或耳鼻喉科手术时，为了更加减少患者的痛苦，并使患者更快恢复而对机器人手术进行研究和导入。

当实施这种机器人手术时，为了可以将手术的风险最小化，并能进行更加精密的手术，使用可以在准确地跟踪并检测患处或手术器械之类的目标物的空间位置和方向之后，可以向患者的患处准确地引导(NAVIGATE)上述手术器械的导航仪。

如上所述的手术用导航仪包括可以准确地跟踪并检测如上所述的患处或手术器械之类的目标物的空间位置和方向的跟踪系统。

如上所述的跟踪系统包括：标记，通常附着于患处或手术器械之类的目标物；第一成像单元、第二成像单元，使通过上述多个标记来释放的光完成成像；以及处理器，与上述第一成像单元、第二成像单元相连接来计算出上述多个标记的三维坐标之后，将用于连接已保存的相邻的上述多个标记的多个直线的信息和由相邻的一对直线所形成的角度信息，与上述多个标记的三维坐标进行比较，来计算出上述目标物的空间位置和方向。

在此，为了通过处理器来计算出上述多个标记的三维坐标，通常在假设从一个标记中释放并在第一成像单元完成成像的上述标记的坐标和在上述第二成像单元完成成像的上述标记的坐标相同的情况下，通过三角法，借助上述处理器进行检测，因此，为了通过处理器来计算出各个标记的三维坐标，必须需要两台探测器。

因此，现有的普通的跟踪系统必须设置用于在互不相同的位置使从各个标记中释放的光成像的两台成像单元，因此，不仅会使制作费用上升，而且系统的整体大小变大，具有手术空间受到很大制约的问题。

发明内容

解决问题的手段

因此，本发明的目的在于，提供仅利用一台成像单元也可以计算出各个标记的三维坐标，从而可以减少制作费用，实现装备的紧凑化，使得手术空间的制约最小化的跟踪系统及利用上述跟踪系统的跟踪方法。

技术方案

本发明的一实施例的跟踪系统包括：至少三个标记，附着于目标物来释放光；镜头陈列单元，由至少两个镜头按预定间隔排列，从上述多个标记释放的光通过上述至少两个镜头；成像单元，接收从上述多个标记释放并通过上述镜头陈列单元的各镜头的光，并在每个标记中分别完成与上述镜头陈列单元的镜头的数量相对应的数量的像的成像；以及处理器，利用在上述成像单元中完成成像的标记影像，来计算出上述各个标记的三维坐标后，对上述标记的三维坐标和已保存的相邻的标记之间的几何学信息进行比较，从而计算出上述目标物的空间位置和方向，其中上述标记影像为针对每个标记完成成像的与上述镜头陈列单元的镜头的数量相对应的数量的标记影像。

作为一例，上述多个标记可以为自身释放光的主动标记。

另外，本发明还可以包括至少一个光源，上述至少一个光源从上述镜头陈列单元侧向上述多个标记释放光，在此情况下，上述多个标记可以为向上述镜头陈列单元侧反射从上述光源释放的光的被动标记。

作为一例，上述成像单元可以为摄像机，上述摄像机通过接收从上述多个标记释放并通过上述镜头陈列单元的各镜头的光，来使每个标记的，与上述镜头陈列单元的镜头数量相对应的至少两个像完成成像。

作为一例，上述标记之间的几何学信息可以为长度信息和角度信息，上述长度信息为用于连接相邻的上述多个标记的多个直线的长度信息，上述角度信息为由相邻的一对上述直线所形成的角度信息。

本发明的一实施例的跟踪方法可以包括：从附着于目标物的至少三个标记中释放光的步骤；从上述多个标记中释放的光通过镜头陈列单元的至少两个镜头，并在成像单元中完成与上述镜头陈列单元的镜头的数量相对应的数量的像的成像；利用在上述成像单元中完成成像的标记影像，并通过处理器来计算出上述各个标记的三维坐标的步骤，其中上述标记影像为针对每个标记完成成像的与上述镜头陈列单元的镜头的数量相对应的数量的标记影像；以及对上述各个标记的三维坐标和已保存在上述处理器的相邻的多个标记之间的几何学信息进行比较，从而计算出上述目标物的空间位置和方向的步骤。

作为一例，上述多个标记之间的几何学信息可以为长度信息和角度信息，上述长度信息为用于连接相邻的上述多个标记的多个直线的长度信息，上述角度信息为由相邻的一对上述直线所形成的角度信息。

另一方面，计算出上述多个标记的三维坐标的步骤可以包括：通过上述处理器来计算出在上述成像单元完成成像的每个标记的与上述镜头陈列单元的镜头的数量相对应的数量的标记影像的二维坐标的步骤；以及利用上述每个标记的与上述镜头陈列单元的镜头的数量相对应的数量的标记影像的二维坐标，并通过上述处理器来计算出上述多个标记的三维坐标的步骤。

作为一例，在释放上述光的步骤中，可以向上述镜头陈列单元侧释放由上述标记自身发出的光。

不同与此，在释放上述光的步骤中，可以通过上述多个标记来向镜头陈列单元侧反射从至少一个光源中释放的光。

另一方面，上述光源的空间位置和方向已保存在上述处理器。

发明的效果

像这样，在本发明的一实施例的跟踪系统及利用上述跟踪系统的跟踪方法中，从各个标记释放的光通过具有至少一对镜头的镜头陈列单元，从而在成像单元完成标记影像的成像，其中上述标记影像为针对每个标记形成的与上述镜头陈列单元所具有的镜头的数量相对应的数量的标记影像，最终可以仅利用一台成像单元也能通过三角法来计算出上述多个标记的三维坐标，并能计算和确认附着于目标物的空间位置和方向。

并且，由于不受镜头的排列方法及倍率的影响，因此，不仅可以降低跟踪系统的制作费用，而且可以实现装备的小型轻量化，从而与现有的跟踪系统相比，具有相对少受手术空间的制约的效果。

附图说明

图1为本发明的一实施例的跟踪系统的简图。

图2为多个标记附着于目标物的例示图。

图3为用于说明在镜头的相同光程上，当标记的位置改变时的标记影像完成成像的位置的变化的例示图。

图4为用于说明本发明的一实施例的跟踪方法的框图。

图5为用于说明计算出多个标记的三维坐标的过程的框图。

图6为将成像单元的图像传感器虚拟分割为第一标记影像的坐标系和第二标记影像的坐标系的例示图。

图7为用于说明影像中的二维坐标和实际标记的三维坐标之间的关系的图。

具体实施方式

本发明可以实施多种变更，也可以具有多种形态，本发明将特定实施例例示于附图中，并在本文中进行详细说明。但这并不用于将本发明限定于特定的公开形态，而是包括本发明的思想及技术范围所包括的所有变更、等同技术方案及代替技术方案。

第一、第二等术语可用于说明多种结构要素，但上述结构要素不能仅限于上述术语。上述术语仅用于从另一个结构要素中区别出一个结构要素的目的。例如，在不脱离本发明的保护范围的情况下，第一结构要素可命名为第二结构要素，相似地，第二结构要素可命名为第一结构要素。

在本申请中所使用的术语仅用于对特定的实施例进行说明，并不用于限定本发明。只要在上下文中未明确地表示不同，单数的表达就可以包括复数的表达。在本申请中，应理解为“包括”或“具有”等术语用于指定说明书所记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或他们的组合的存在，并不用于提前排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、结构要素、部件或他们的组合的存在或附加可能性。

只要没有以不同的方式定义，包括技术性术语或科学性术语在内的，在此使用的所有术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。

通常所使用的词典上已定义的术语应解释为具有与相关技术的上下文中所具有的含义相一致的含义，在本申请中，只要没有明确定义，就不会以异常或过分形式性的含义来进行解释。

以下，参照附图，对本发明的优选实施例进行更加详细的说明。

本发明的一实施例的跟踪系统及利用上述跟踪系统的跟踪方法在患处或手术器械之类的目标物附着至少三个标记之后，计算出上述多个标记的三维坐标，并通过处理器来对已保存于处理器的相邻的多个标记之间的几何学信息和上述多个标记的三维坐标进行比较，从而可以计算出上述患处或手术器械之类的目标物的空间位置和方向，对于这种详细结构，将参照附图进行说明。

图1为本发明的一实施例的跟踪系统的简图，图2为多个标记附着于目标物的例示图，图3为用于说明在镜头的相同光程上，当标记的位置改变时的标记影像完成成像的位置的变化的例示图。

参照图1至图3，本发明的一实施例的跟踪系统100可包括至少三个标记110、111、112、镜头陈列单元(lens array unit)120、成像单元130及处理器(processor)140，此时，镜头陈列单元120可安装于成像单元130并被成像单元130包括。

上述至少三个标记110、111、112附着于患处或手术器械之类的目标物200。其中，上述至少三个标记110、111、112与相邻的标记110、111、112隔开预定间隔，并以虚拟方式与相邻的标记110、111、112相连接，使得与每个标记相邻的一对直线L1、L2、L3以形成预定的角度A1、A2、A3的方式配置，从而附着于上述患处或手术器械之类的目标物200。

其中，上述相邻的标记110、111、112之间的几何学信息，即，用于连接相邻的标记110、111、112的直线L1、L2、L3的长度信息和用于连接相邻的标记110、111、112的相邻的一对直线所形成的角度A1、A2、A3信息已保存于安装在上述处理器140的存储器(memory)141中。

例如，上述三个标记110、111、112能够以三角形形态附着于患处或手术器械之类的目标物200，而用于形成将上述三个标记110、111、112作为顶点的三角形的边的各个直线L1、L2、L3的长度信息和用于连接上述多个标记110、111、112的相邻的一对直线所形成的角度A1、A2、A3信息可以已保存于上述处理器140所包括的存储器141中。

另一方面，上述多个标记110、111、112可以为自行释放光的主动(active)标记。如上所述，在将上述多个标记110、111、112作为主动标记而使用时，无需使用额外的光源。

不同于此，上述多个标记110、111、112可以为反射从至少一个光源150释放的光的被动(passive)标记。

如上所述，在将上述多个标记110、111、112作为被动标记而使用时，可在上述成像单元130的周边配置用于向上述多个标记110、111、112释放光的至少一个光源150。例如，一对光源150可配置于上述镜头陈列单元120的两侧。其中，上述光源150的空间位置和方向已保存在安装于处理器140的存储器141。

上述镜头陈列单元120配置于成像单元130的前方部。这种上述镜头陈列单元120由至少一对镜头121、122按预定间隔排列而成，从上述标记110、111、112释放的光通过上述至少一对镜头121、122。例如，上述镜头陈列单元120可以由第一镜头121和第二镜头122按预定间隔排列而成。在附图中虽然示出了上述第一镜头121、第二镜头122按预定间隔排列的镜头陈列单元120，但上述镜头陈列单元120也可以由三个以上的镜头按预定间隔排列而成。

上述成像单元130接收从上述多个标记110、111、112释放并通过上述镜头陈列单元120的各个镜头121、122的光，并针对每个标记分别完成与上述镜头陈列单元120的镜头的数量相对应的数量的像的成像。

对此进行更加详细的说明如下，在上述镜头陈列单元120中按预定间隔配置第一镜头121、第二镜头122的情况下，上述成像单元120接收从上述多个标记110、111、112释放并通过上述第一镜头121、第二镜头122的光，从而针对每个标记完成一对标记影像的成像。

例如，上述成像单元130可以为安装有图像传感器131的摄像机，上述安装有图像传感器的摄像机接收从上述多个标记110、111、112释放并通过上述第一镜头121、第二镜头122的光，针对每个标记完成与镜头陈列单元120的镜头121、122的数量相对应的数量的像的成像。

上述处理器140利用针对每个标记完成成像的与上述镜头陈列单元120的镜头121、122的数量相对应的数量的标记影像，来计算出上述各个标记110、111、112的三维坐标，并对上述标记110、111、112的三维坐标和已保存的相邻的多个标记110、111、112之间的几何学信息进行比较，从而计算出附着有上述多个标记110、111、112的患处或手术器械之类的上述目标物200的空间位置和方向。

其中，在上述处理器140安装有存储器141。另一方面，可以在安装于上述处理器140的存储器141中已保存上述相邻的多个标记110、111、112之间的几何学信息，即，用于连接相邻的多个标记110、111、112的多个直线L1、L2、L3的长度信息和用于连接相邻的多个标记110、111、112的相邻的一对直线所形成的角度A1、A2、A3信息。

与此同时，在上述标记110、111、112为被动标记的情况下，可以在安装于上述处理器140的存储器141中已保存上述至少一对光源150的空间位置和方向。

如上所述，本发明的一实施例的跟踪系统100使用由至少一对镜头121、122按预定间隔排列的镜头陈列单元120，使得从上述多个标记110、111、112中释放的光通过至少一对镜头121、122来，针对每个标记，在上述成像单元至少完成一对标记影像的成像，由此，具有即使仅利用一台成像单元130也能计算出各个标记的三维坐标的优点。

例如，如图3所示，在镜头131的相同的光轴AX上，当标记110、111、112的位置改变时，由第二镜头122的影像完成成像的图像传感器133的位置不会发生变更，但第一镜头121的影像完成成像的图像传感器133的位置发生变更，因此，即使仅利用一台成像单元，也可以通过三角法来计算出各个标记110、111、112的三维坐标。

参照图1至图7，对利用本发明的一实施例的跟踪系统来跟踪目标物的空间位置和方向的过程进行说明。

图4为用于说明本发明的一实施例的跟踪方法的框图，图5为用于说明计算出多个标记的三维坐标的过程的框图，图6为将成像单元的图像传感器虚拟分割为第一标记影像的坐标系和第二标记影像的坐标系的例示图，图7为用于说明影像中的二维坐标和实际标记的三维坐标之间的关系的图。

参照图1至图7，为了利用本发明的一实施例的跟踪系统来跟踪目标物200的空间位置和方向，首先激活附着于目标物200的至少三个标记110、111、112，从而从上述多个标记110、111、112释放光，或者启动至少一个光源150，从而使上述光源150向附着于上述目标物200的至少三个标记110、111、112照射光，使光借助上述多个标记110、111、112来反射后释放(S110)。

更详细地进行说明如下，在上述目标物200附着有自身释放光的至少三个主动标记110、111、112的情况下，激活上述标记110、111、112，从而使光从上述标记110、111、112释放。不同与此，在上述目标物200附着有无法自身释放光的至少三个被动标记110、111、112的情况下，使至少一个光源150启动，从而使上述光源150向附着于上述目标物200的至少三个被动标记110、111、112照射光，使光借助上述被动标记110、111、112来反射后释放。

从上述至少三个标记110、111、112中释放的光通过镜头陈列单元120的各个镜头121、122来在成像单元130中完成与上述镜头陈列单元120的镜头数量相对应的数量的像的成像(S120)。

例如，如图1所示，在一对第一镜头121、第二镜头122使用按预定间隔配置的镜头陈列单元120的情况下，从第一标记110中释放的光通过第一光轴AX1和第二光轴AX2来分别经过第一镜头121和第二镜头122，从而在成像单元130中使一对第一标记影像完成成像，从第二标记111中释放的光通过第三光轴AX3和第四光轴AX4来分别经过第一镜头121和第二镜头122，从而在成像单元130中使一对第二标记影像完成成像，从第三标记112中释放的光通过第五光轴AX5和第六光轴AX6来分别经过第一镜头121和第二镜头122，从而在成像单元130中使一对第三标记影像完成成像。

即，一对第一镜头121、第二镜头122使用按预定间隔排列的镜头陈列单元120，从而使标记影像在上述成像单元130针对各个标记110、111、112分别完成一对标记影像的成像。

若在成像单元130中，针对每个上述标记110、111、112完成与上述镜头陈列单元120的镜头121、122的数量相对应的数量的标记影像的成像，则利用在上述成像单元130中针对每个标记完成成像的与上述镜头陈列单元120的镜头121、122的数量相对应的数量的标记影像，并通过处理器140来计算出上述各个标记110、111、112的三维坐标(S130)。

基于图5所示的框图来对计算出上述各个标记110、111、112的三维坐标的步骤进行详细说明如下。为了便于说明，以使用由第一镜头121、第二镜头122按预定间隔排列的镜头陈列单元120的情况为例进行说明。

为了计算出上述各个标记110、111、112的三维坐标，首先通过上述处理器140来计算出在上述成像单元130中完成成像的，对于上述各个标记110、111、112的一对标记影像的二维坐标(S131)。

在此，在计算出上述多个标记110、111、112的二维坐标之后，对各坐标系(第一镜头影像的FOV(FIELD OF VIEW)和第二镜头影像的FOV)分别执行成像单元130摄像机校准(calibration)(S132)。

如上所述，在对各坐标系分别执行上述成像单元130的摄像机校准之后，利用针对每个上述标记110、111、112以一对的方式完成成像的标记影像的二维坐标，并通过上述处理器140来计算出上述各个标记110、111、112的三维坐标(S133)。

参照图6及图7，对计算出上述各个标记110、111、112的三维坐标的步骤进行详细说明如下。

如图6所示，若将图像传感器133的一侧虚拟分割为第一镜头影像的FOV(FIELD OF VIEW)，将图像传感器133的另一侧虚拟分割为第二镜头影像的FOV，将上述图像传感器133的第一镜头影像的二维坐标标注为(U，V)坐标系，将上述第二镜头影像的二维坐标标注为(U'，V')，并参照图7，则影像中的多个标记110、111、112的二维坐标和实际空间中的多个标记110、111、112的三维坐标能够以如下数学式1的关系式表示。

数学式1[式1]：

其中，m为影像中的标记的二维坐标，M为实际空间中的标记的三维坐标，A(R，t)为摄像机矩阵。

为了对此进行更加简单的说明，若将多个实际标记110、111、112的三维坐标设为X，则能够以数学式2表示上述多个实际标记110、111、112的三维坐标X和通过第一镜头的影像中的标记的二维坐标x_L的关系式和上述多个实际标记110、111、112的三维坐标X和通过第二镜头的影像中的标记的二维坐标x_R的关系式。

数学式2[式2]：

x_L＝P₁X

x_R＝P₂X

其中，上述P₁为通过第一镜头的影像的摄像机矩阵，P₂为通过第二镜头的影像的摄像机矩阵。

并且，可通过x_L＝P₁X、x_R＝P₂X的关系式AX＝0的线性方程式表示各个标记110、111、112的通过第一镜头的影像和通过第二镜头的影像，而若对此进行整理，则可以以数学式3来表示。

数学式3[式3]：

x(P^3TX)-(P^1TX)＝0

y(P^3TX)-(P^2TX)＝0

x(P^2TX)-y(P^1TX)＝0

其中，P^iT为矩阵P的行向量。

若对上述数学式重新进行整理，则可以以数学式4表示。

数学式4[式4]：

其中，W为比例因子。

若解开以数学式4表示的线性方程式，求得X、Y、Z，则其解成为多个标记110、111、112的三维坐标。

如通过图4之图5所述，在借助处理器140来计算出各个标记110、111、112在实际空间中的三维标记之后，通过处理器140来对上述各个标记110、111、112在实际空间中的三维坐标和已保存于上述处理器140的相邻的多个标记110、111、112之间的几何学信息进行比较，从而计算出附着于上述标记110、111、112的目标物200的空间位置和方向(S140)。

在此，如上所述，上述相邻的多个标记110、111、112之间的几何学信息可以为用于连接相邻的多个标记110、111、112的多个直线L1、L2、L3的长度信息和用于连接上述多个标记110、111、112的相邻的一对直线所形成的角度A1、A2、A3信息。

即，通过上述处理器140，对上述各个标记110、111、112的实际空间中的三维坐标、用于连接已保存于上述处理器140的相邻的多个标记110、111、112的多个直线L1、L2、L3的长度信息及用于相互连接各个标记110、111、112的相邻的一对直线所形成的角度A1、A2、A3信息进行比较，从而计算出附着有上述多个标记110、111、112的目标物200的空间位置和方向。

如上所述，本发明的一实施例的跟踪系统及利用上述跟踪系统的跟踪方法，使各个标记110、111、112所释放的光通过具有至少一对镜头121、122的镜头陈列单元120来在成像单元130中针对各标记110、111、112完成与上述镜头陈列单元120所具有的镜头121、122的数量相对应的数量的标记影像的成像。

即，在使用具有一对第一镜头121、第二镜头122的镜头陈列单元120的情况下，每一个标记通过两个光轴在成像单元130中完成两个像的成像，从而可以仅利用一台成像单元130也可以通过三角法来计算出上述多个标记的三维坐标。

因此，本发明的一实施例的跟踪系统及利用上述跟踪系统的跟踪方法仅利用一台成像单元130也可以计算和确认附着于目标物200的标记110、111、112的空间位置和方向。

因此，不仅可以降低跟踪系统的制作费用，而且可以实现装备的小型轻量化，从而与现有的跟踪系统相比，具有相对少受手术空间的制约的优点。

在如上所述的本发明的详细说明中，虽然参照本发明的优选实施例进行了说明，但只要是本发明所属技术领域的成熟的技术人员或该技术领域的普通技术人员，就可以在不脱离本发明的保护范围所记载的本发明的思想及技术领域的范围内，对本发明进行多种修改及变更。

Claims

1.一种跟踪系统，其特征在于，包括：

至少三个标记，附着于目标物来释放光；

镜头陈列单元，至少两个镜头按预定间隔排列，从上述多个标记释放的光通过上述至少两个镜头；

成像单元，接收从上述多个标记释放并通过上述镜头陈列单元的各个镜头的光，并在每个标记中分别完成与上述镜头陈列单元的镜头的数量相对应的数量的像的成像；以及

处理器，利用在上述成像单元中完成成像的标记影像，来计算出上述各个标记的三维坐标后，对上述多个标记的三维坐标和已保存的相邻的标记之间的几何学信息进行比较，从而计算出上述目标物的空间位置和方向，其中上述标记影像则针对每个标记已完成与上述镜头陈列单元的镜头的数量相对应的数量的成像。

2.根据权利要求1所述的跟踪系统，其特征在于，

上述多个标记为自身释放光的主动标记。

3.根据权利要求1所述的跟踪系统，其特征在于，

还包括至少一个光源，上述至少一个光源从上述镜头陈列单元侧向上述多个标记释放光，上述多个标记为向上述镜头陈列单元侧反射从上述光源释放的光的被动标记。

4.根据权利要求1所述的跟踪系统，其特征在于，

上述成像单元为摄像机，上述摄像机通过接收从上述多个标记释放并通过上述镜头陈列单元的各镜头的光，来使每个标记完成与上述镜头陈列单元的镜头数量相对应的至少两个像的成像。

5.根据权利要求1所述的跟踪系统，其特征在于，

上述多个标记之间的几何学信息为长度信息和角度信息，上述长度信息为用于连接上述相邻的多个标记的多个直线的长度信息，上述角度信息为由上述相邻的一对直线所形成的角度信息。

6.一种跟踪方法，其特征在于，包括：

从附着于目标物的至少三个标记中释放光的步骤；

从上述多个标记中释放的光通过镜头陈列单元的至少两个镜头，并在成像单元中完成与上述镜头陈列单元的镜头的数量相对应的数量的像的成像的步骤；

利用在上述成像单元中完成成像的标记影像，并通过处理器来计算出上述各个标记的三维坐标的步骤，其中上述标记影像则针对每个标记已完成与上述镜头陈列单元的镜头的数量相对应的数量的成像；以及

对上述各个标记的三维坐标和已保存在上述处理器的相邻的多个标记之间的几何学信息进行比较，从而计算出上述目标物的空间位置和方向的步骤。

7.根据权利要求6所述的跟踪方法，其特征在于，

8.根据权利要求6所述的跟踪方法，其特征在于，

计算出上述多个标记的三维坐标的步骤包括：

通过上述处理器来计算出在上述成像单元完成成像的每个标记的与上述镜头陈列单元的镜头的数量相对应的数量的标记影像的二维坐标的步骤；以及

利用上述每个标记的与上述镜头陈列单元的镜头的数量相对应的数量的标记影像的二维坐标，并通过上述处理器来计算出上述多个标记的三维坐标的步骤。

9.根据权利要求6所述的跟踪方法，其特征在于，

在释放上述光的步骤中，向上述镜头陈列单元侧释放由上述多个标记自身发出的光。

10.根据权利要求6所述的跟踪方法，其特征在于，

在释放上述光的步骤中，通过上述多个标记来向镜头陈列单元侧反射并释放从至少一个光源中释放的光。

11.根据权利要求10所述的跟踪方法，其特征在于，

上述光源的空间位置和方向已保存在上述处理器。