基于光学跟踪和运动估算法的VR实时姿态感知软件设计

人体骨骼数据容易受到环境中光线等干扰因素的影响,使得软件的姿态感知结果的均值平均精度(mAP)较高。因此,设计了一种基于光学跟踪和运动估计算法的新型VR头显实时姿态感知软件。以光学跟踪设备为核心组成测量系统,实时获得位姿测量数据,并经过误差校正后得到准确的姿态信息。借助于OpenPose网络检测出人体骨骼关键点,并应用引入提前终止策略的运动估计算法对实时姿态图像进行不断搜索,在忽略干扰因素的情况下找到最佳匹配点,以此来反映运动矢量分布位置,识别出当前人体姿态。最后,依托于多层感知机网络实现姿态分类,作为最终输出的实时姿态感知结果。测试结果表明,结合光学跟踪和运动估计算法的软件应用后,得出姿态感知结果的mAP值保持在0.95以上,满足了VR头显实时姿态感知要求。

利用光学跟踪与结构光扫描相结合的高精度测量方法

结构光扫描测量是广泛应用于精密生产制造的方法之一,相对于常见测量方法具有较高的点密度、点位精度,以及非接触测量的优势。针对常规的结构光扫描测量存在的测量范围小、路点示教耗时烦琐等不足,本文提出了一种光学跟踪器与结构光扫描仪相结合的测量方法。利用光学跟踪器实时测量结构光扫描仪的空间姿态,将扫描点云实时转换至同一坐标系中,实现了大尺寸、高点密度、高精度实时测量。通过反射面型面的非接触测量试验对该方法的测量精度进行评价。试验结果表明,对于直径为3.1 m的大型反射面,扫描结果与数模的最佳拟合RMSE最小为0.067 mm,优于型面制造要求的0.15 mm精度,可满足高精度的工业生产制造精度要求。

双目光学跟踪器姿态精度的预测和估计研究

研究了增强现实系统中双目光学跟踪器姿态精度的预测和估计方法。利用高斯分布误差协方差矩阵传播模型推导了双目跟踪器图像噪声误差到输出姿态误差的传播公式,通过实验分析了静态和动态跟踪条件下输出姿态精度的变化规律。实验获得了与预测数据一致的实测结果,证实了摄像机外参误差对跟踪器姿态精度的主导影响,验证了所提出的姿态精度预测方法的有效性。

带有未建模动态的光学跟踪望远镜的鲁棒自适应控制

针对光学跟踪望远镜非线性数学模型,提出一种鲁棒自适应控制器的设计方法,可用于存在未建模动态和未知有界扰动的情况。通过引入一动态信号抑止未建模动态的影响,并采用自适应阻尼来抑止各种不确定性。应用Lyapunov稳定性理论证明,本鲁棒自适应控制器可保证整个非线性系统的稳定性,且通过适当选择参数,满足任意的跟踪精度。仿真试验表明,和有关文献的模型参考自适应控制器相比,本鲁棒自适应控制器能够保证输出跟踪任一光滑参考信号,自适应速度快,控制效果有很大的改善。

以加挂式结构创新光学跟踪训练模式

光学跟踪训练是确保靶场试验测量任务顺利完成的重要措施之一。为克服过去国内研制的靶场光学跟踪训练模拟器的不足，并创新跟踪训练模式，我们研制了一种结构新颖、技术先进、性能良好的光学跟踪训练模拟器－－加挂式跟踪训练模拟器。本计这种模拟器的组成、功能原理、特点、应用情况等进行了简要介绍。

电视虚拟系统中光学跟踪技术的研究与应用

光学跟踪技术根据光学感应和视差原理,为虚拟物体与现实画面的完美结合提供了新的方式。本文分析了电视虚拟系统中原有定位技术的优缺点,说明了光学跟踪系统的软、硬件结构和使用方式,对目前市场上主流的光学跟踪设备进行了测试比较,并结合实际情况阐述了光学跟踪系统的应用案例。

基于光学跟踪器的增强现实系统

本论文针对一种基于光学跟踪器的增强现实系统展开研究。包括基于光学跟踪器的增强系统的设计原理和整体架构分析,以及标志点的设计方法等。实验结果表明,该系统增强显示效果良好。

基于动态光学跟踪的零部件质心测量技术

在整车及零部件设计验证阶段,质心坐标是其中重要的验证参数之一,本文介绍使用动态光学跟踪法来测量零部件质心,从而使测量效率和测量精度有较大提升,使整车及零部件NVH设计验证环节更加高效精准。

目标光学跟踪和指示系统

光学瞄准系统由瞄装准置(10)、控制板(50)和显示器(60)三部分组成。瞄准装置(10)包括稳定反射镜(12,14)、激光指示器(24),激光测距机(26)、共用光学系统(16)、电视光学系统(20)和电视摄象机(22)。控制板(50)包括手控旋扭(52,67,79)、距离、方位、俯仰读数器(75,76,77)、电子伺服控制电路(56)和光亮度-视场电子控制电路(58)。显示器(60)包括电视跟踪器和视频电路(54)。目标可手调定位,并由电视跟踪器电路(54)自动跟踪。目标距离可由激光测距机(26)测定,可用激光指示器(24)发射的激光光斑照射目标)以便用导弹攻击该目标。瞄准装置(10)由于与光学平台(11)组合(许多组件可安置在平台上),显得十分轻巧,得以安装在直升机旋翼的中心轴(5)上,成为桅杆式瞄准具。

用于光学跟踪的红外位置传感探测器焦平面列阵

为了将位置传感探测器焦平面列阵用于光学跟踪，必须使列阵具备以下几种特点：元件与元件之间具有均匀的特性，元件之间的间距小，具有用于放大和初始信号处理的紧密集成电路，如果需要的话，还必须能将成千上万个位置传感探测器封装在单个焦平面上。而要满足这些要求，就必须能将上述列阵制备成一种传感器芯片组件（SCA）。

基于光学跟踪技术的车身改制测量方法

在整车研发前期,为了验证底盘零部件性能及设计方案的可行性,需要对类似车身进行相应改制,以提供实物参考和数据分析。本文通过对光学动态跟踪测量系统的分析,开发了一种车身改制的新型测量方法,经过验证,可实现零部件的精准定位和高效测量。近年来,汽车行业发展非常迅速,新款车型的开发频率越来越高,尤其是新能源汽车的蓬勃发展,更是催生了大量新平台车型的开发,而白车身能够快速、精准地定位就变得尤为重要。

机载稳定光学跟踪平台

Notifiers和Interrogators是一些独立的、小型的、重量轻的红外传感器,被安装在高飞行高度的飞机上来控制对地侦察和跟踪在助推阶段的战术弹道导弹(TBM),Noti-fiers通过对向地面的大视场系统对(TBM)进行早期侦察,当侦察到目标时,Interrogator传感器立刻瞄准目标,初步证实其停留时间,实施对(TBM)的确认,同时测定(TBM)的弹道坐标,Notifiers和Interogators在光学瞄准方式上有所不同,但在其它方面却是一致的,后者具有近3.5x高分辨率和滤光盘.这些传感器必须快速评估大视场的性能,完成其功能.这种独特的三轴光学跟踪稳定平台是依据角速度、稳定时间和角度稳定性而工作的.每个对地观测传感器的视轴由步进和调整驱动反射镜进行控制,可以覆盖半球空间(包括水平线和最低点),该视轴可在水平360°。

光学跟踪装置动态性能的实验研究

从陀螺动力学角度分析便携式防空导弹的光学跟踪装置的动态特性,讨论陀螺动态特性对光学跟踪装置的影响和在动态条件下陀螺的运动规律.最后介绍了在振动条件下对光学跟踪装置的动态性能进行试验的方法.试验表明,该方法简便,效果明显.

光学跟踪技术(NCAM)在春晚中的应用

介绍了2016年春晚NCAM虚拟跟踪服务器技术的需求、设备连接方式、机位设置、工作原理,并梳理总结了制作经验。

采用光学定位跟踪技术的三维数据拼接方法

为了实现大型自由曲面的三维面型测量,提出了采用光学定位跟踪技术的数据拼接方法。平面靶标作为中介,固定在测量系统上,靶标上的特征点在测量坐标系中的坐标通过中介坐标转换法获得。利用双目立体视觉构建跟踪定位系统,并以跟踪坐标系为全局坐标系,获取平面靶标上特征点的三维全局坐标,求得测量坐标系到全局坐标系的转换矩阵。将测量传感器在不同位置下所测的各子区域的三维数据统一到全局坐标系下,完成大型自由曲面的全局测量。实验结果表明:单次测量精度为0.11 mm;对10 cm×10 cm的平面靶标上100个点进行两次测量,拼接均方误差为0.34mm。该方法操作简单、可行,并可满足要求。

用于增强现实手术导航系统的光学-惯性混合跟踪方法

针对手术导航系统中光学跟踪容易受到遮挡影响的问题,提出一种将光学和惯性跟踪信息进行融合的方法.该方法利用有较高精度的光学跟踪系统对惯性传感器的偏置误差进行估算,使用FIR滤波器对惯性传感器测量噪声进行滤波,该方法通过Kalman滤波器完成数据融合得到目标姿态.当出现部分光学遮挡时,混合跟踪系统将未被遮挡的标志点位置信息与目标的姿态信息进行融合得到完整的6自由度位姿信息.实验结果表明,通过融合光学和惯性跟踪信息,能够在部分遮挡条件下得到准确的位置和姿态信息,并将虚实融合手术导航图像准确地反馈给用户.

光学接力跟踪的弹道融合

研究用多台光学设备分段跟踪同一弹道的数据融合问题 ,首先给出弹道参数、测元真实信号的节省参数模型 ,并由此建立弹道跟踪数据的节省参数模型 ,以此融合各接力段数据 .该方法能给出精度较高的完整而分段光滑的弹道 。

大量程光学共焦跟踪式三维弹头痕迹检测仪

新研制了一种大量程光学共焦跟踪式非接触三维弹头痕迹检测仪 ,介绍了这个测量系统的原理、结构、控制以及实验结果。该系统采用了光学共焦跟踪式微位移器 ,垂直分辨率为0 .0 1μm,测量范围为± 2 0 0 μm ,通过量程扩展到 ± 10 0 0 μm ,它的圆周分辨率为 50″ ,轴向步距为1.2 5μm。另外 ,还采用光学聚焦测量方法的某些措施和数字伺服来克服光学共焦跟踪式微位移传感器的短处 ,即形貌垂直方向的允许阶跃变化量从每步± 2 0 μm增加到每步± 80 μm。该系统可以完整地获取弹头发射痕迹的真实形状 ,提供了部分测量数据和弹头痕迹的拟实图片。