影响光学动作捕捉系统数据精度的因素有哪些?

  光学动作捕捉系统以红外光学镜头为核心产品,通过镜头获取定位物体表面反射标志点的三维空间坐标数据。数据精度可达亚毫米级,是一种精度极高的室内定位解决方案。

  光学动作捕捉系统在各种实际应用中,需要获取包括速度、加速度、六自由度姿态等各种类型的数据。这些数据是利用系统获得的定位数据作为原始数据,通过软件计算得到的。所以需要了解哪些重要因素会影响光学动作捕捉系统数据的准确性。

  1.镜头分辨率

  捕捉到的反射标记点在镜头画面中以像素的形式呈现,每个反射标记点被提取为一个像素模式,以获得该点的二维坐标。那么,这个点在镜头中呈现的图形越接近一个圆,其提取的中心点的坐标就会越准确。

  2.透镜FOV(视场角)

  可分为广角镜头和非广角镜头。相比较而言,非广角镜头视野窄,但视距远,而广角镜头视野广,但视距近。广角镜头的边缘通常会发生畸变,这也会影响边缘反光标志点二维坐标的提取。

  3.系统校准质量

  光学动作捕捉系统标定的一个重要目的是获取各个镜头的相对位置,确定镜头坐标系与大地坐标系的相对关系,为后续获取三维坐标数据做准备。在学习使用动作捕捉系统的过程中,标定操作是否规范会直接影响最终的采集效果。

  4.透镜数量

  在一组光学动作捕捉系统中,每个镜头看到一个反射标志点,就可以获得一个二维坐标。多个镜头得到的点的二维坐标数据,结合每个镜头自身的标记和大地坐标系,可以计算得到点的三维坐标数据。

  看到同一点的镜头越多,该点在不同平面上的2D坐标数据就越多。当多个透镜平面相交时,该点的3D坐标数据将越精确。当看到同一点的镜头数量不够时,甚至会丢失该点。因此,镜头数量越多,采集的数据精度越高,稳定性越好。

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