4、基于视觉的标记跟踪校准与评估及平面B - Rep模型生成的研究

基于视觉的标记跟踪校准与评估及平面B - Rep模型生成的研究

在工业应用和机器人技术中，3D模型的构建与校准是至关重要的环节。下面将详细介绍基于视觉的标记跟踪校准与评估以及平面B - Rep模型生成的相关内容。

标记跟踪校准过程

标记跟踪校准过程是实现准确跟踪的基础。最初，校准过程是基于Qian等人的方法，该方法计算从3D跟踪器空间到3D虚拟空间的校准模型。假设使用线性变换 $T \in \mathbb{R}^{4\times4}$ 作为校准模型，它将跟踪器空间的点 $q_1, \ldots, q_n \in \mathbb{R}^3$ 映射到虚拟空间的点 $p_1, \ldots, p_n \in \mathbb{R}^3$，公式为：
$p_i = T \cdot q_i$

使用了三种不同自由度的模型，分别是等距（6自由度）、仿射（12自由度）和透视（15自由度）。在原始方法中，用户需要协调手和头部的动作，将手持棒上的标记立方体与虚拟立方体对齐，以收集对应关系。

为了改进这一过程，我们进行了修改。用户可以通过键盘输入在设备的世界坐标系中自由定位虚拟立方体，标记立方体则放置在桌子上。对应关系在不同角度（$\alpha = -45^{\circ}, 0^{\circ}, +45^{\circ}$）和距离（$d = 60 cm, 90 cm, 120 cm, 150 cm$）的组合位置收集，总共12个位置，以覆盖选定的工作空间。此外，对于每个对应关系，跟踪系统会进行12次单独测量并取平均值。

这种修改的优点包括允许更大的工作空间，超越手臂长度限制，并且更容易评估立方体的正确对齐，因为它不依赖于可能误导人的显示器深度感知。同时，消除了