在虚拟保龄球中抛出完美的罢工不需要您的游戏系统，精确地追踪摆臂的位置和方向。But if you’re operating a robotic forklift around a factory, manipulating a mechanical arm on an assembly line or guiding a remote-controlled laser scalpel inside a patient, the ability to pinpoint exactly where it is in three-dimensional (3-D) space is critical.
To make that measurement more reliable, a public-private team led by the National Institute of Standards and Technology (NIST) has created a new standard test method to evaluate how well an optical tracking system can define an object’s position and orientation–known as its “pose”–with six degrees of freedom: up/down, right/left, forward/backward, pitch, yaw and roll.
光学跟踪系统的原理工作类似于人的立体视觉。一个人的两只眼睛共同努力，同时接受周围环境，并告诉大脑正好在该空间所在的所有人和物体。在光学跟踪系统中，“眼睛”包括记录房间的两个或更多个摄像机，并且与该区域中的信号红外线，激光或激光雷达（光检测和测距）-off对象一起使用的光束发射器合作。通过馈入计算机的两个数据源，可以实际地重新创建房间及其内容。
如果它不移动，确定物体的姿势相对容易，并且对于光学跟踪系统的先前性能测试完全依赖于静态测量。然而，对于诸如用于飞行自动引导车辆（AGV）叉车的系统 - 在许多工厂和仓库中发现的机器人野兽 - 这不够好。他们的“愿景”必须为静止和移动物体的20/20，以确保他们有效和安全地工作。
为了解决这种需求，最近批准的ASTM国际标准（ASTM E3064-16）现在提供了一种标准测试方法，用于评估测量六自由度的光学跟踪系统的性能，用于静态 - 以及第一次动态 -对象。
NIST工程师帮助开发了新标准中使用的工具和程序。“该工具是用于在测试期间定位的光学跟踪系统的两个杠铃样伪像，”NIST Electronics工程师Roger Bostelman表示。“两个工件在中心都有一个300毫米的条形，但是一个有六个反射标记，每个端连接到每个端，而另一个有两个3d形状称为Cuboctahedrons [带有8个三角形面和6个方面的固体]。”光学跟踪系统可以测量两个目标的完整姿势。
据波士思人的同事，NIST计算机科学家Tsai Hong，通过使评估者步行两种定义的路径 - 一个上下的测试区域，从左右和右下进行测试。沿着课程沿X-，Y和Z轴测量移动课程的工件，同时三种方式相对于路径提供俯仰，偏航和滚动方面。
“我们在马里兰州NIST的Gaithersburg的考试床，总部设有12个摄像头，带有红外发射器，驻扎在房间周围，所以我们可以在整个运行过程中跟踪伪影并确定其在多点的姿势，”Hong说。“由于我们知道伪像上的反射标记或不规则形状固定在300毫米分开，我们可以以极度精度计算和比较这些姿势之间的测量距离。”
波士塞人表示，新标准可以评估光学跟踪系统以前所未有的准确度在三维空间中定位事物的能力。“我们发现，评估静态性能和动态性能0.2毫米的误差幅度为0.02毫米，”他说。
随着机器人学，光学跟踪系统位于各种应用的核心，包括飞行/医疗/工业训练中的虚拟现实，电影制作和图像引导的手术工具中的运动捕获过程。
“新标准提供了一套常见的指标和可靠的，轻松实现的程序，评估光学跟踪器在任何情况下如何工作，”Hong说。
E3064-16标准测试方法是由ASTM小组委员会E57.02开发的测试方法，其中一组具有来自各利益相关者的代表，包括光学跟踪系统，研究实验室和工业公司的制造商。
提交：快速原型设计那虚拟现实
