استفاده از بينايي استريو به منظور ارايه يك سامانه واقعيت افزوده مبتني بر بينايي

Using Stereo Vision to Provide a Vision-Based Augmented Reality System

در طراحي سامانه هاي واقعيت افزوده دو چالش اساسي وجود دارد. يكي پايداري رديابي بلادرنگ و ديگري دقت اندازه-گيري بالا در اين سامانه است. پايداري در شناسايي نشانك ها به الگوريتم آشكارسازي و الگوي نشانك ها بستگي دارد و دقت بالاي اندازه گيري به وسيله الگوريتم ها ي آشكارسازي دقيق براي اجراي كاليبراسيون دوربين، بدست مي آيد. در اين مقاله يك سامانه واقعيت افزوده ارايه شده است كه مبتني بر بينايي است و از بينايي استريو براي بدست آوردن اطلاعات عمق استفاده مي كند. در اين سامانه از نشانك هاي غيرفعال دايره اي با شعاع 5/1 سانتي متر استفاده شده است كه به منبع انرژي اضافي خارجي براي راه اندازي آن‌ها نيازي نيست. rms خطاي مكان يابي نشانك ها در فضاي فيزيكي را در امتداد قطر ميدان ديد تا فاصله 94 سانتي متري از دوربين، 685/0 ميلي متر بدست آورديم كه حتي براي كاربردهاي پزشكي مناسب است. لازم به ذكر است كه، در مقايسه با نشانك هاي نوري فعال، ناپديد شدن بخشي از نشانك به سبب انسداد جزيي، تاثير قابل توجهي روي دقت رديابي ندارد.

There are two main challenges in designing an AR system for being used in medical application, firstly the robustness of the recognition (real time), and, secondly, the precision of the measurement. The robustness of the recognition depends on the detection algorithm and the design of the pattern placed on the surgical positions. The precision of the measurement was addressed by a very accurate detection algorithm and high precision custom calibration of the camera. We are developing a vision-based AR system which uses a stereo camera in order to obtain depth information. In this system, we use circular passive markers with radius r=1.5 cm which need no external energy source. The precision of the measurement has been estimated about 0.685 mm rms across a field of view up to 94 cm in depth. Moreover, portions of the marker region hidden by smudges or occlusions are disregarded, with no significant impact on accuracy.