動的オブジェクト追跡精度の決定

さまざまなモーションキャプチャシステムの評価により、さまざまな結果が得られたさまざまな作業がすでに行われています。これらの調査は、特定のユースケースに有用で関連性のある結果をもたらしますが、さまざまなものを測定することが多く、使用される用語や用語でさえ、いくつかの重要な点で大幅に異なります。

光学式モーションキャプチャシステムの性質上、さまざまな変数が存在するため、精度に関する質問への回答が複雑になり、システムパフォーマンスの最も重要な要素のいくつかも直感的ではありません。データ品質に影響を与える条件には、スペースのサイズ、オブジェクトのジオメトリと速度、動きの性質、周囲条件の変化、およびシステム自体の特性（数、解像度など）が含まれます。とカメラの品質。使用されるマーカーの品質とサイズ。カメラのキャリブレーションプロセス。カメラデータから剛体ポーズを計算するために使用されるアルゴリズム。

完全に制御された環境でも、オブジェクトの動きが測定に影響を与える可能性があります。たとえば、テストオブジェクトの長さを継続的に観察できます。オブジェクトが静止しているか動いているかによって、非常に大きな違いを観察することができます。これは、比較を行う前に、変数の一貫性と制御がいかに重要であるかを示しています。

多くの場合、用語はさまざまなコンテキストでさまざまな意味を持ち、「精度」や「精度」などの用語は非常に異なる意味を持ちます。これに加えて、多くの場合、ケース固有です。たとえば、「精度」という用語の意味は、生体力学、ロボット工学、視覚効果の研究では異なって理解される場合があります。

この作業の一環として、エンジニアが期待できるパフォーマンスのレベルを理解するのに役立つ情報を提供したいと考えていました。これには、このトピックについて最も頻繁に質問する聴衆に適した方法が必要であり、簡単に説明でき、さまざまな用途で賢明な結果が得られました。

また、開発中に内部的にも外部的にも、理解された方法で会話を開始し、将来の開発と改善がそのコンテキストで伝達されるようにしたかったのです。外部に公開された方法を使用することが重要であると感じました。その方法について、したがってどのような結果が得られるかについて完全に透明にする必要があります。

Viconは、当時のエンジニアリングプロダクトマネージャーであるTim Masseyが率いるグループをまとめ、モーションキャプチャが理論上だけでなく、実際にどのように機能するかについて幅広い経験を積みました。彼らは、私たちが聴衆にとって有用で有益な方法でこの問題を理解するのをどのように助けることができるかを知っていたグループでした。

数か月にわたって、さまざまな外部手法を検討し、最も有望な方法のいくつかを試して、それらの有効性とシステムの使用方法との関連性を評価しました。米国材料試験協会（ASTM E57）の3D測定システムの小委員会によって開発および評価された方法が最も適切であると判断しました。 ASTMは、特に3Dシステムのパフォーマンスを評価するために使用できる標準を開発するために2006年6月にE57委員会を設立しました。メソッドE3064（「6自由度（6DOF）ポーズを測定する光学追跡システムのパフォーマンスを評価するための標準テストメソッド」）は、光学系で制御された方法で移動しながら、2つの剛体間の均一な測定を可能にする単純なメソッドです。モーションキャプチャボリューム。

この方法には、理解と説明が簡単であるという利点があります。ただし、継続的に移動するオブジェクト（モーションキャプチャシステムの重要なコンポーネントであり、大きな違いを生む可能性のある変数）を評価し、キャプチャボリューム内の多くの場所でエラーをすばやく評価できるという利点もあります。

ただし、「正しい」方法はないことに言及することが重要です。また、さまざまな選択肢があり、それぞれの方法にはさまざまなメリットがあります。ただし、これは、エンジニアによるViconシステムの使用方法に関連する評価で、期待できるパフォーマンスの種類を人々に説明するのに役立つ有益な方法であると感じられました。

Vantage 5MPまたは16MPカメラで構成される2つの別々であるが類似したセットアップをテストし、2つの剛体間の距離を測定しました。これは、動きや温度変化から生じる可能性のある物理的な違いを可能な限り排除するために、熱的に中性のプラスチックで構築された既知の固定距離でした。これにより、ボリューム内を移動するときにこの既知の固定基準に対して一貫して測定精度を決定できるようになり、測定の正確な評価が可能になりました。オブジェクトがキャプチャボリュームを横切って連続的に移動していても、観察は一貫していました。

この作業により、新しい開発によってViconが提供する品質がどのように向上するかをより適切に伝えることができるようになりました。この良い例は、Vantage +の最近のリリースで、フレームレートの向上がもたらすメリットだけでなく、テクノロジーに内在するトレードオフも明確に説明できるようになりました。

この記事は、Vicon（英国、オックスフォード）のプロダクトマネージャーであるFelixTsui博士によって書かれました。詳細については、をご覧ください。 ここ 。