A low cost one-camera optical tracking system for indoor wide-area augmented and virtual reality environments

• Ano de defesa: 2006
• Autor(a) principal: Buaes, Alexandre Greff
• Orientador(a): Pereira, Carlos Eduardo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Instrumentação eletro-eletrônica; Realidade virtual
• Palavras-chave em Inglês: Augmented reality; Virtual reality; Optical tracking systems; Low cost; Sensor fusion
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/7138

O número de aplicações industriais para ambientes de “Realidade Aumentada” (AR) e “Realidade Virtual” (VR) tem crescido de forma significativa nos últimos anos. Sistemas óticos de rastreamento (optical tracking systems) constituem um importante componente dos ambientes de AR/VR. Este trabalho propõe um sistema ótico de rastreamento de baixo custo e com características adequadas para uso profissional. O sistema opera na região espectral do infravermelho para trabalhar com ruído ótico reduzido. Uma câmera de alta velocidade, equipada com filtro para bloqueio da luz visível e com flash infravermelho, transfere imagens de escala de cinza não comprimidas para um PC usual, onde um software de pré-processamento de imagens e o algoritmo PTrack de rastreamento reconhecem um conjunto de marcadores retrorefletivos e extraem a sua posição e orientação em 3D. É feita neste trabalho uma pesquisa abrangente sobre algoritmos de pré-processamento de imagens e de rastreamento. Uma bancada de testes foi construída para a realização de testes de acurácia e precisão. Os resultados mostram que o sistema atinge níveis de exatidão levemente piores, mas ainda comparáveis aos de sistemas profissionais. Devido à sua modularidade, o sistema pode ser expandido através do uso de vários módulos monoculares de rastreamento interligados por um algoritmo de fusão de sensores, de modo a atingir um maior alcance operacional. Uma configuração com dois módulos foi montada e testada, tendo alcançado um desempenho semelhante à configuração de um só módulo.