Menentukan Akurasi Pelacakan Objek Dinamis

Sudah ada banyak pekerjaan di mana penilaian berbagai sistem penangkapan gerak telah menghasilkan berbagai hasil yang berbeda. Studi-studi ini menghasilkan hasil yang berguna dan relevan untuk kasus penggunaan tertentu, tetapi mereka sering mengukur hal-hal yang berbeda dan metode, atau bahkan terminologi yang digunakan, sangat bervariasi dalam beberapa hal penting.

Sifat sistem penangkapan gerak optik berarti ada banyak variabel, membuat menjawab pertanyaan tentang akurasi menjadi rumit, dan beberapa faktor terpenting dalam kinerja sistem juga tidak intuitif. Kondisi yang mempengaruhi kualitas data dapat mencakup:ukuran ruang, geometri dan kecepatan objek, sifat gerakan, dan perubahan kondisi sekitar – serta karakteristik sistem itu sendiri – seperti jumlah, resolusi, dan kualitas kamera; kualitas dan ukuran spidol yang digunakan; proses kalibrasi kamera; dan algoritme yang digunakan untuk menghitung pose objek kaku dari data kamera.

Bahkan dengan lingkungan yang sepenuhnya terkontrol, gerakan benda dapat mempengaruhi pengukuran. Sebagai contoh, kita dapat mengamati panjang benda uji secara terus menerus. Ada kemungkinan untuk mengamati perbedaan yang sangat signifikan, tergantung pada apakah objek itu diam atau bergerak. Ini menunjukkan betapa pentingnya konsistensi dan kontrol variabel sebelum perbandingan dapat dibuat.

Terminologi sering dapat berarti hal yang berbeda dalam konteks yang berbeda, dengan istilah seperti 'akurasi' dan 'presisi' mengambil arti yang sangat berbeda. Selain itu, mereka sering spesifik kasus:misalnya, arti istilah 'akurasi' dapat dipahami secara berbeda dalam studi biomekanik hingga robotika hingga efek visual.

Sebagai bagian dari pekerjaan ini, kami benar-benar ingin memberikan informasi yang informatif dan membantu para insinyur memahami tingkat kinerja yang dapat mereka harapkan. Ini menuntut metode yang sesuai dengan audiens yang paling sering bertanya tentang topik ini, mudah dijelaskan, dan menghasilkan hasil yang masuk akal di berbagai kegunaan yang berbeda.

Kami juga ingin memulai percakapan – secara internal selama pengembangan, maupun secara eksternal – dengan metode yang dipahami, sehingga perkembangan dan perbaikan di masa depan dapat dikomunikasikan dalam konteks itu. Kami merasa penting untuk menggunakan metode yang dipublikasikan secara eksternal, untuk sepenuhnya transparan tentang metode itu dan karena itu tentang hasil apa yang dicapai.

Vicon mengumpulkan sebuah kelompok, yang dipimpin oleh Manajer Produk Teknik saat itu, Tim Massey, dengan beragam pengalaman dalam perincian tentang cara kerja penangkapan gerak dalam praktik, bukan hanya dalam teori. Mereka adalah kelompok yang tahu bagaimana kami dapat membantu memahami masalah ini dengan cara yang berguna dan informatif bagi audiens kami.

Selama beberapa bulan, kami meninjau berbagai metode eksternal, mencoba beberapa yang paling menjanjikan, untuk menilai efektivitas dan relevansinya dengan bagaimana sistem digunakan. Kami memutuskan bahwa metode yang dikembangkan dan dinilai oleh sub-komite untuk sistem pengukuran 3D di American Society for Testing and Materials (ASTM E57) adalah yang paling tepat. ASTM membentuk komite E57 pada Juni 2006 khusus untuk mengembangkan standar yang dapat digunakan untuk mengevaluasi kinerja sistem 3D. Metode E3064 ("Metode Uji Standar untuk Mengevaluasi Kinerja Sistem Pelacakan Optik yang Mengukur Pose Enam Derajat Kebebasan (6DOF)") adalah metode sederhana yang memungkinkan pengukuran seragam antara dua objek kaku saat bergerak dengan cara yang terkontrol dalam optik. volume penangkapan gerak.

Metode ini memiliki keuntungan karena mudah dipahami dan dijelaskan. Tetapi juga memiliki manfaat untuk menilai objek yang terus bergerak (komponen penting dari sistem penangkapan gerak, dan variabel yang dapat membuat perbedaan yang signifikan) dan menilai kesalahan dengan cepat di banyak lokasi dalam volume pengambilan.

Namun, penting untuk menyebutkan bahwa tidak ada metode yang 'benar'. Ada juga banyak alternatif yang berbeda, dan setiap metode memiliki manfaat yang berbeda. Namun, ini dianggap sebagai metode informatif untuk membantu menjelaskan kepada orang-orang tentang jenis kinerja yang dapat mereka harapkan dengan penilaian yang relevan dengan bagaimana sistem Vicon digunakan oleh para insinyur.

Kami menguji dua pengaturan terpisah namun serupa, terdiri dari kamera Vantage 5 MP atau 16 MP, dan mengukur jarak antara dua objek kaku. Ini adalah jarak tetap yang diketahui yang dibuat dari plastik netral termal untuk menghilangkan, sebanyak mungkin, perbedaan fisik yang mungkin timbul dari gerakan atau perubahan suhu. Ini memungkinkan akurasi pengukuran ditentukan secara konsisten terhadap referensi tetap yang diketahui ini saat bergerak di sekitar volume, serta memungkinkan penilaian pengukuran yang akurat. Pengamatan konsisten meskipun objek dipindahkan melintasi volume tangkapan dan dalam gerakan berkelanjutan.

Pekerjaan ini sekarang memungkinkan kami untuk mengomunikasikan dengan lebih baik bagaimana perkembangan baru meningkatkan kualitas yang diberikan Vicon. Contoh yang baik dari hal ini adalah rilis terbaru Vantage+ di mana kami sekarang dapat menjelaskan dengan jelas tidak hanya manfaat yang dapat diberikan oleh peningkatan frekuensi gambar, tetapi juga pertukaran bawaan yang ada dalam teknologi.

Artikel ini ditulis oleh Dr. Felix Tsui, Manajer Produk, Vicon (Oxford, Inggris). Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi di sini .