Оптические системы захвата движения используют инфракрасные оптические камеры в качестве своего основного продукта для захвата трехмерных пространственных координат отражающих маркеров на поверхности расположенного объекта. Точность данных может достигать уровня субмиллиметра, что делает ее высокоточным решением для позиционирования в помещении.

В различных практических приложениях необходимо получать различные типы данных, включая скорость, ускорение и шесть степеней свободы в отношении положения. Эти данные вычисляются компьютерно на основе первоначальных данных о положении, полученных системой. Поэтому важно понимать критические факторы, влияющие на точность данных, полученных от оптических систем захвата движения.

1 Разрешение камеры

Отраженные маркеры, захваченные в поле зрения камеры, представлены в виде пикселей, причем центральная точка каждого маркера извлекается в качестве пиксельного изображения для получения его двумерных координат. Чем более круглая форма точки в поле зрения камеры, тем точнее будет извлеченное центральное координатное значение.

Как показано на рисунке, камера с высоким разрешением захватывает отражающие маркеры с большим количеством пикселей, делая форму пикселя более круглой по сравнению с камерой с низким разрешением, что позволяет более точно извлекать центральные точки форм пикселей.

Поэтому, по сравнению с камерой с разрешением 1,3 мегапикселя, камера с разрешением 12 мегапикселей будет захватывать данные с более высокой точностью при других равных условиях.

Поле зрения камеры

Линзы могут быть классифицированы на широкоугольные и не широкоугольные типы. По сравнению с не широкоугольными линзами, широкоугольные линзы имеют более широкое поле зрения, но более короткий визуальный диапазон, в то время как не широкоугольные линзы имеют более узкое поле зрения, но более длинный визуальный диапазон.

Как показано на рисунке, по сравнению с узким углом обзора неширокоугольного объектива справа, у широкоугольного объектива слева угол обзора шире. Однако отражающий маркер занимает меньше пикселей, что приводит к более низкой точности данных, чем у правого объектива.

NOKOV является ведущим поставщиком систем захвата движения, который в настоящее время находится в глубоком сотрудничестве с несколькими университетами в области биомиметических летающих аппаратов с маховыми крыльями.

3 Качество калибровки системы

Одной из важных целей калибровки оптической системы захвата движения является определение относительных позиций между каждой камерой, установление связи между системой координат камеры и глобальной системой координат. Это подготовительный этап для получения трехмерных координатных данных. Стандартизация процедур калибровки в процессе обучения системе захвата движения напрямую влияет на конечный результат сбора данных.

4 Количество камер

В оптической системе захвата движения каждая камера регистрирует отражающий маркер для получения двумерной координаты. Двумерные координатные данные, собранные несколькими камерами, в сочетании с маркерами на каждой камере и глобальной системой координат, вычисляются для вывода трехмерных координат точек.

Чем больше камер смотрит на одну точку, тем больше двумерных координатных данных на разных плоскостях получается, и тем более точными становятся трехмерные координаты точки при пересечении плоскостей камер. Однако при недостаточном количестве камер, смотрящих на одну точку, это может привести к потере точек. Поэтому чем больше камер, тем выше точность и стабильность получаемых данных.