产品特性
智眼,是一个实时的、提供亚毫米测量精度的光学姿态跟踪的产品;
智眼系列使用计算机视觉方法处理标准的数字视频图像,实时跟踪对象附着的标志物图案,即所谓的“TAG”目标区域,从而获取目标物的三维姿态(位置和方向)。不同于上一代的光学定位系统,智眼系列是完全被动式的,没有主动的红外发射装置;同时智眼系列有针对不同应用的TAG体系和标准生成算法,可以实现跟踪对象的自动识别;
智眼系列通过USB接口与个人计算机连接,可以多台设备同时工作以获取更大的工作空间或者更高的测量进度;
智眼系列已充分优化,并在多项机器人定位、医疗研究课题中得到了应用。它还可以应用在任何需要准确和可靠的光学姿态跟踪和测量的其他领域。
产品介绍
l 关键技术
光学姿态跟踪系统的两个关键功能是:识别和姿态测量:
测量:检测和识别位于测量区域中的标志物;
姿态解算:根据标志物计算被测物体的姿态(位置和方向);
这两个功能需要以实时的频率(10Hz以上)进行重复;
光学定位跟踪系统通过多视角识别每一个跟踪目标上的标志物,对视线进行三角函数运算来跟踪和确定每一个跟踪对象的空间坐标。确定一个被测物的姿态至少需要3个标志物,因为确定一个跟踪对象的空间姿态至少需要6个参数,3个空间坐标(X,Y,Z)和3个方向角度(三轴姿态),这通常被称为6-D测量。将3个以上的标志物附着在被测物上,则被标记为一个物体。
l 光学定位跟踪系统的四个发展阶段
智眼是第一个第四代的光学定位跟踪系统;
第一代光学定位跟踪系统采用红外发光二极管作为标志物,采用只接收红外光线的红外线影像传感器学进行测量。这种刚发有一些重大的缺陷,其中最主要的问题就是需要给红外二极管供电,要么通过电线,这使得移动受限且不可靠;要么通过安装电池,这增加了标志物的重量和体积,并且电池需要定期更换。多个红外二极管发光时,也很难对它们进行可靠分区,这就需要它们按照一定的次序一次发光。当标志物处于运动状态时,因为标志一个被测物的多个标志在不同时刻和不同位置被检测,或造成较大姿态的测量误差。被测物的移动速度越高,采用频率越低,这个误差就越大。
第二代光学定位跟踪系统将红外二极管安装在了影像传感器周围,并使用了球形后盘状的标志物。这些球状或盘状的标志物表面有一层由球形微粒构成的反光涂层,能够将摄像机发出的红外光反射回摄像机镜头,使得标志物在红外影像中显示为一个亮斑。这一方法避免了使用电线给标志物供电的缺点,改善了易用性和可靠性。单另一方面,标志物需要有特殊涂层。为了避免精度下降,标志物需要经常更换,这增加了大量成本并且使用不便。
第三代光学定位跟踪系统利用可见光来识别和精确定位标志物,高对比度的标志物图案可以使打印后粘贴在或直接画在任何合适的跟踪目标表面。使用标准的摄像机镜头和光学传感器捕捉目标影像,然后传入计算机主机进行处理。计算机视觉软件识别标志物图案,并精确定位标志物图案中兴特征点的空间坐标。
智眼,作为第四代光学定位系统,提供了完善和具备一致性的标志物体系,用户可以根据定位需求(测量空间、同时跟踪目标数、测量环境)选择或者自行设计标志物。同时大幅提升了定位速度,已满足现代告诉高精度视觉控制的要求。