동적 개체 추적 정확도 결정

다양한 모션 캡처 시스템에 대한 평가를 통해 다양한 결과를 도출한 광범위한 작업이 이미 있습니다. 이러한 연구는 특정 사용 사례에 대해 유용하고 관련성 높은 결과를 생성하지만, 종종 다른 항목을 측정하고 사용되는 방법 또는 심지어 용어도 몇 가지 중요한 방식에서 크게 다릅니다.

광학 모션 캡처 시스템의 특성은 변수의 범위가 넓기 때문에 정확도에 대한 질문에 답하는 것이 복잡하고 시스템 성능에서 가장 중요한 일부 요소도 직관적이지 않다는 것을 의미합니다. 데이터 품질에 영향을 미치는 조건에는 공간의 크기, 물체의 기하학 및 속도, 움직임의 특성, 주변 조건의 변화(숫자, 해상도, 카메라의 품질; 사용된 마커의 품질과 크기; 카메라 보정 프로세스; 및 카메라 데이터에서 강체 포즈를 계산하는 데 사용되는 알고리즘입니다.

완전히 통제된 환경에서도 물체의 움직임이 측정에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어 테스트 대상의 길이를 지속적으로 관찰할 수 있습니다. 물체가 정지해 있는지 움직이고 있는지에 따라 매우 큰 차이를 관찰할 수 있습니다. 이것은 비교가 이루어지기 전에 변수의 일관성과 통제가 얼마나 중요한지를 보여줍니다.

용어는 종종 '정확도' 및 '정밀도'와 같은 용어가 매우 다른 의미를 갖기 때문에 상황에 따라 다른 것을 의미할 수 있습니다. 이 외에도 종종 사례별로 다릅니다. 예를 들어 생체 역학에서 로봇 공학, 시각 효과에 대한 연구에서 '정확도'라는 용어의 의미는 다르게 이해될 수 있습니다.

이 작업의 일환으로 우리는 정보를 제공하고 엔지니어가 기대할 수 있는 성능 수준을 이해하는 데 도움이 되는 정보를 제공하고 싶었습니다. 이를 위해서는 이 주제에 대해 가장 자주 묻는 청중에게 적절하고 쉽게 설명할 수 있으며 다양한 용도에 걸쳐 합리적인 결과를 얻을 수 있는 방법이 필요했습니다.

우리는 또한 이해된 방법으로 내부적으로는 물론 외부적으로도 대화를 시작하여 해당 맥락에서 향후 개발 및 개선 사항을 전달할 수 있기를 원했습니다. 우리는 외부 공개 방법을 사용하여 해당 방법과 그에 따른 결과에 대해 완전히 투명하게 공개하는 것이 중요하다고 느꼈습니다.

Vicon은 당시 엔지니어링 제품 관리자인 Tim Massey가 이끄는 그룹을 구성했으며, 이론뿐만 아니라 실제로 모션 캡처가 어떻게 작동했는지에 대한 세부 사항에 대한 광범위한 경험을 가지고 있습니다. 그들은 청중에게 유용하고 유익한 방식으로 이 문제를 이해하도록 도울 수 있는 방법을 알고 있는 그룹이었습니다.

몇 달에 걸쳐 우리는 가장 유망한 몇 가지 방법을 시도하면서 효율성과 시스템 사용 방식과의 관련성을 평가하기 위해 다양한 외부 방법을 검토했습니다. 우리는 미국재료시험학회(ASTM E57)의 3D 측정 시스템 소위원회에서 개발하고 평가한 방법이 가장 적절하다고 결정했습니다. ASTM은 특히 3D 시스템의 성능을 평가하는 데 사용할 수 있는 표준을 개발하기 위해 2006년 6월 E57 위원회를 설립했습니다. 방법 E3064("6자유도(6DOF) 포즈를 측정하는 광학 추적 시스템의 성능 평가를 위한 표준 테스트 방법")는 광학 장치에서 제어된 방식으로 이동하면서 두 개의 단단한 물체 사이를 균일하게 측정할 수 있는 간단한 방법입니다. 모션 캡처 볼륨.

이 방법은 이해와 설명이 간단하다는 장점이 있습니다. 그러나 지속적으로 움직이는 물체(모션 캡처 시스템의 중요한 구성 요소이자 중요한 차이를 만들 수 있는 변수)를 평가하고 캡처 볼륨 내의 여러 위치에서 오류를 신속하게 평가하는 이점도 있습니다.

그러나 '올바른' 방법이 없다는 점을 언급하는 것이 중요합니다. 또한 다양한 대안이 있으며 각 방법마다 장단점이 있습니다. 그러나 이것은 엔지니어가 Vicon 시스템을 사용하는 방법과 관련된 평가를 통해 사람들이 기대할 수 있는 성능 유형을 설명하는 데 도움이 되는 유익한 방법이라고 느꼈습니다.

우리는 Vantage 5 MP 또는 16 MP 카메라로 구성된 두 개의 별개이지만 유사한 설정을 테스트하고 두 개의 단단한 물체 사이의 거리를 측정했습니다. 이것은 움직임이나 온도 변화로 인해 발생할 수 있는 물리적 차이를 최대한 제거하기 위해 열적으로 중성인 플라스틱으로 구성된 알려진 고정 거리였습니다. 이를 통해 볼륨 주위를 이동할 때 이 알려진 고정 기준에 대해 일관되게 측정 정확도를 결정할 수 있을 뿐만 아니라 측정을 정확하게 평가할 수 있습니다. 개체가 캡처 볼륨을 가로질러 이동하고 연속적인 움직임에도 불구하고 관찰은 일관되었습니다.

이제 이 작업을 통해 새로운 개발이 Vicon이 제공하는 품질을 향상시키는 방법을 더 잘 전달할 수 있습니다. 이에 대한 좋은 예는 향상된 프레임 속도가 제공할 수 있는 이점뿐만 아니라 기술 내에 존재하는 고유한 절충안을 이제 명확하게 설명할 수 있는 Vantage+의 최근 릴리스입니다.

이 기사는 Vicon(영국 옥스포드)의 제품 관리자인 Dr. Felix Tsui가 작성했습니다. 자세한 내용은 을 참조하십시오. 여기 .