Информационная система "Конференции"

Международная конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям

29-31 октября 2002 года, Новосибирск, Академгородок

Тезисы докладов

Информационные технологии

Решение задачи нахождения оптимального положения тела в пространстве по данным поступающим с одномерных камер для трехмерной оптической системы анализа движения обьектов

Мехонцев Д.Ю., Лобив И.В.

Институт систем информатики СО РАН (Новосибирск)

Постановка задачи
В пространстве имеется твердое тело с известной геометрией, на котором в определенных местах закреплены светоизлучющие диоды, в дальнейшем называемые маркерами. Маркерам присвоены уникальные номера. Также имеется набор одномерных детекторов, расположеных вокруг твердого тела, которые достаточно часто (200–300 раз в секунду) фиксируют положение маркеров. Каждый маркер обладает уникальными характеристиками (цвет, частота мерцания и т.п.), по которым детектор может отличить его от других маркеров и восстановить его номер. В силу одномерности детектора, для каждого маркера, попадающего в его поле видимости, можно получить лишь уравнение плоскости, в которой этот маркер содержится. Все плоскости, получаемые от фиксированного детектора, пересекаются по одной прямой ("фокусная прямая"). Задача состоит в том, чтобы по имеющимся данным в реальном времени восстанавливать положение твердого тела с максимальной точностью.

Осложняющие факторы
1) В нескольких последовательных кадрах может быть недостаточно информации для однозначного восстановления положения тела (недоопределенность).
2) В силу несовершенства детектора возможна ситуация, когда он выдает ошибочный номер маркера.

Математическая постановка
Положение тела в пространстве можно представить в виде Ax+b, где b-(u, v, w) – вектор сдвига, A - ортогональными матрица поворота тела относительно начального положения. Задача будет решена, если будут найдены величины A, b, при которых отклонения положений маркеров от соответствующих плоскостей будут минимальны в некоторой норме.

Алгоритм
Основная идея алгоритма заключается в том, чтобы вначале отфильтровать входные данные, а затем по ним восстановить положение тела. При этом недостающая информация о положении тела дополняется данными с предыдущих кадров на основе интерполяции.

Описание программно-аппаратного комплекса
Была написана реализация вышеизложенного алогритма на языке C++ в виде dll–библиотеки для Windows и в виде запускаемого файла для Linux. Программа тестировалась на данных, полученных с реальной системы, и показала высокую точность и устойчивость к шумам. Среднее время обработки 10000 временных шагов - около 1 сек.

Дополнительные материалы: HTML
Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии
Обратная связь

[Головная страница]
[Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск
Дата последней модификации: 06-Jul-2012 (11:47:01)