光学头部姿态跟踪的多传感器数据融合研究  被引量:8

Multi-sensor Data Fusion for Optical Tracking of Head Pose

在线阅读下载全文

作  者:罗斌[1,2] 王涌天[1] 刘越[1] 

机构地区:[1]北京理工大学光电学院,北京100081 [2]中国工程物理研究院计算机应用研究所,绵阳621900

出  处:《自动化学报》2010年第9期1239-1249,共11页Acta Automatica Sinica

基  金:国家高技术研究发展计划(863计划)(2006AA02Z4E5;2008AA01Z303;2009AA012106);国家自然科学基金(60827003);长江学者和创新团队发展计划(IRT0606)资助~~

摘  要:精确的头部姿态跟踪是室内增强现实系统实现高精度注册的关键技术之一.本文介绍了使用传感器数据融合原理实现高精度的光学头部姿态跟踪的新方法.该方法使用多传感器数据融合中的扩展卡尔曼滤波器和融合滤波器,将两个互补的单摄像机Inside-out跟踪和双摄像机Outside-in跟踪的头部姿态进行数据融合,以减小光学跟踪传感器的姿态误差.设计了一个典型实验装置验证所提出的算法,实验结果显示,在静态测试下的姿态输出误差与使用误差协方差传播法则计算得到的结果是一致的;在动态跟踪条件下,与单个Inside-out或Outside-in跟踪相比,所提出的光学头部姿态数据融合算法能够使跟踪器获得精度更高、更稳定的位置和方向信息.Accurate head pose tracking is a key issue to accomplish precise registration in indoor augmented reality systems.This paper proposes a novel approach based on multi-sensor data fusion to achieve optical tracking of head pose with high accuracy.This approach employs two extended Kalman filters and one fusion filter for multi-sensor environment to fuse the pose data from two complement optical trackers,an inside-out tracking(IOT) with a camera and an outside-in tracking(OIT) with two cameras,respectively.The aim is to reduce the pose errors from the optical tracking sensors.A representative experimental setup is designed to verify the above approach.The experimental results show that,in the static state,the pose errors of IOT and OIT are consistent to the theoretical results obtained using the rules of error covariance matrix propagation from the respective image noises to the final pose errors,and that in the dynamic state,the proposed multi-sensor data fusion approach used with our combined optical tracker can achieve more accurate and more stable outputs of position and orientation compared with using a single IOT or OIT alone.

关 键 词:多传感器数据融合 误差协方差矩阵 头部姿态跟踪 增强现实 

分 类 号:TP202[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]

 

参考文献:

正在载入数据...

 

二级参考文献:

正在载入数据...

 

耦合文献:

正在载入数据...

 

引证文献:

正在载入数据...

 

二级引证文献:

正在载入数据...

 

同被引文献:

正在载入数据...

 

相关期刊文献:

正在载入数据...

相关的主题
相关的作者对象
相关的机构对象