Pētījuma nosaukums: Galvas displeja pozīcijas precīza noteikšana industriālos pielietojumos
Pētījuma īstenotājs: Lightspace Technologies SIA
Pētījuma mērķis:
Papildinātās realitātes galvas displeja pielietojumam profesionāla darba veikšanai, viens no vissvarīgākajiem priekšnosacījumiem ir telpā nofiksēta papildinātās realitātes attēla atveide displeja ierīces lietotājam. Šāds attēls, atkarībā no pielietojuma, var būt neatkarīgs un brīvi stāvošs kādā telpas punktā, gan var būt piesaistīts pie kāda cita objekta (piemēram, remonta instrukcija papildinātā realitātē). Lai pilnvērtīgi realizētu jebkuru no augstāk minētajiem displeja pielietošanas scenārijiem nepieciešams ar pietiekami augstu precizitāti zināt galvas displeja pozīciju un orientāciju telpā.
Pētījuma mērķis ir izpētīt galvas displeja pozīcijas un orientācijas noteikšanas risinājuma ar brīvi izvietotām infrasarkanā diapazona optiskajām kamerām piemērotību industriāliem pielietojumiem.
Industriāls pielietojums šī projekta pieteikuma kontekstā nozīmē noteiktu industriāla rakstura telpu, kurā tiek veikti ražošanas, montāžas, pārbaudes, apmācību un radniecīgi procesi, kuru ietvaros kā tehnoloģiskais palīglīdzeklis tiek lietots papildinātās realitātes galvas displejs, nodrošinot reālā laika paplašinātu informāciju caur virtuāliem attēliem. Telpas apgaismojums un iekārtojums var variēt plašā diapazonā, taču visā telpas apjomā nepieciešams ar noteiktu precizitāti reģistrēt galvas displeja pozīciju – koordinātes un leņķisko orientāciju.
Rūpnieciskā pētījuma daļā plānots noteikt galvas displeja pozīcijas un orientācijas noteikšanas precizitāti, izmantojot telpā izvietotas vairākas IR kameras, iepriekš veicot to savstarpējo kalibrēšanu. Pozīcijas precizitāti plānots noteikt gan statiskā, gan dinamiskā scenārijā. Dinamiskā scenārijā atkārtojamas un precīzas kustību trajektorijas radīšanai plānots izmantot robota roku ar sešām brīvības pakāpēm.
Eksperimentālās izstrādes daļā plānots izgatavot speciālu aktīvu IR izstarojošu marķieri, kas būtu piemērots tā pozīcijas un orientācijas noteikšanai telpā ar izmēriem līdz 5 x 5 metri.
Pētījuma rezultāti:
Pētījuma mērķis bija noskaidrot brīvi stāvošu kameru sistēmas pielietojamību infrasarkano marķieru precīzas pozas un orientācijas noteikšanai liela izmēra industriālās telpās. Pielietojums tieši saistīts ar papildinātās realitātes galvas displeju izmantošanu industriālos procesos – kā palīgierīci, kas prasa precīzu attēla savietošanu ar reālo vidi, nodrošinot kustību brīvību plašā telpā bez attēla pozicionēšanas degradācijas.
Pētījuma gaitā novērtējumam tika izmantotas Optitrack sistēmas kameras (3 un 4 kameru konfigurācijā) telpās ar izmēru līdz 5×5 metri. Darbību ietvaros tika izstrādāti Lightspace galvas displejam piemēroti aktīvie marķieri, kas sastāv no dažādu konfigurāciju infrasarkano diožu izkārtojuma. Novērtēta šo marķieru pozas un orientācijas noteikšanas precizitāte statiskā un dinamiskā režīmā.
Statiskā situācijā novērotā reģistrētā pozas precizāte (3σ) labāka nekā 0.1 mm un orientācijas precizitāte (3σ) – <0.1 grādu. Dinamiskajos mērījumos, kas atbilst reāliem pielietojumu scenārijiem, absolūtās novērotās precizātes vērtības bija < 0.6 mm pozai un <0.3 grādi – orientācijai. Novērotā precizitāte pārspēj rūpnīcā kalibrētu līdzvērtīgu optisko stereoskopisko kameru sistēmu uzrādīto precizitāti, kas apliecina Optitrack sistēmas piemērotību būt pilnvērtīgi izmantotai kā industriālās papildinātās realitātes sastāvdaļai.
Šī darba rezultāti ļaus Lightspace piedāvāt unikālu multifokālu papildinātās realitātes galvas displeja tehnoloģiju arī industriālo pielietojumu sektoram, veicinot papildinātās realitātes tehnoloģiju veiksmīgu komercializāciju un ienākšanu industriālo procesu atvieglošanā.
Lai to pilnvērtīgi sasniegtu – turpmākās darbības ietver pilnvērtīgu Optitrack sistēmas spraudņa izstrādi un integrāciju Lightspace programmizstrādes komplektā.
