动作捕捉系统中动态物体跟踪精度的测量方法
已有大量评估各类动作捕捉系统的研究，产出广泛不同结果。这些研究对特定用例产出有用相关结果，但常测量不同指标，方法甚至术语在多重要方面显著差异。
光学动作捕捉系统本质包含大量变量，使精度问题复杂，一些最重要的系统性能因素也颇反直觉。影响数据质量的条件包括：空间大小、物体几何与速度、运动性质、环境条件变化——以及系统自身特性——如相机数量、分辨率、质量；标记点质量大小；相机标定过程；从相机数据计算刚体位姿的算法。
即使完全受控环境，物体运动也影响测量。例如持续观察测试物体长度。观察到高度显著差异，取决于物体静止还是运动。这表明在对比前，变量一致性与控制多么关键。
术语在不同语境常异义，“精度”“精确度”等词含义迥异。此外常针对特定案例：如“精度”在生物力学、机器人学、视效研究中理解不同。
作为这项工作一部分，我们真想提供信息帮助工程师了解可期望的性能水平。这需要适合最常询问此话题受众的方法，易解释，跨不同用途产出合理结果。
我们也想开启对话——内部开发期间及外部——用被理解的方法，以便未来开发改进能在此语境下沟通。我们认为使用外部发表方法很重要，完全透明该方法，从而透明结果。
Vicon组建小组，由时任工程产品经理Tim Massey领导，成员拥有动作捕捉实践细节广泛经验，不只懂理论。他们知道如何以有用、信息丰富的方式帮助理清此问题。
数月来，我们审查一系列外部方法，尝试最有希望的，评估其有效性与对系统使用方式的相关性。决定采用美国材料与试验协会（ASTM E57）3D测量系统分委员会开发评估的方法最合适。ASTM于2006年6月成立E57委员会，专门制定标准评估3D系统性能。方法E3064（“评估测量六自由度（6DOF）位姿的光学跟踪系统性能的标准测试方法”）简单，允许在光学动作捕捉体积中，两刚体连续受控运动时的统一度量。
此法优势：简单易懂易解释。同时评估持续运动物体（动作捕捉系统关键组件、能产生显著差异的变量），并快速评估捕捉体积内多位置误差。
重要的是，不存在“正确”方法。有许多替代方案，各有优劣。但认为这是帮助解释工程师可期望性能类型的信息性方法，评估与Vicon系统工程师使用方式相关。
我们测试两套独立但相似的设置，由Vantage 500万或1600万像素相机组成，测量两刚体间距离。这是已知固定距离，用热中性塑料构建，尽可能消除运动或温度变化引起的物理差异。这使测量精度能随移动在体积内持续对该已知固定基准一致确定，也能准确评估测量值。即使物体跨捕捉体积连续运动，观察仍一致。
这项工作使我们能更好沟通新开发如何提升Vicon提供的质量。近期发布的Vantage+即例证：我们不仅能清晰解释提高帧率带来的益处，还能说明技术内在固有的权衡。
本文由Vicon产品经理Felix Tsui博士（英国牛津）撰写。更多信息请访问 此处 .
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