概要
以下の報告は、Primeˣ 260カメラを使用して実施された精度検証テストについて説明します。このテストでは、100mmの移動距離の基準として、Thorlabs LTS-300C/Mトランスレーションステージ（<5umの誤差）を使用し、カメラシステムの誤差をステージが報告した値からのオフセットとして運用しました。8台のPrimeˣ 260カメラからなるシステムは、9回の100mm移動試行において平均変位誤差0.037mm（± .025mm）を示しました。詳細は図3をご覧ください。さらに、静的精度誤差は.015mm（± .009mm）でした。
方法論
8台のPrimeˣ 260カメラがトラスに取り付けられ、11m x 11m x 3.5mのボリュームを形成しました。カメラはボリュームの中央にあるThorlabs LTS-300C/Mステージを持つカートに向けられました（図1参照）。Primeˣ 260カメラはゲイン2、露光250usに設定されました。ステージには4つの19mm AnchorPuck LEDが取り付けられ、テストのための位置データを提供しました。カメラからターゲットまでの距離は5.8mから8.6mでした。システムは標準的なワンド手法でキャリブレーションされ、中央値のワンド誤差とレイ誤差はそれぞれ.059mmと.237mmを達成しました。
Figure 1: Left: The markers mounted to a linear stage. Right: A top-down view of the 3D volume.
結果
位置精度
システムの位置精度を評価するために、100mmの移動後のマーカーの報告された線形変位（初期位置から）をThorlabs LTS-300C/M線形ステージが報告した値と比較しました。結果は、システムが4つのマーカーと9回の試行において平均変位誤差<= 0.037mm（SD = .025mm）を示したことを示しています。詳細は表1および図2をご覧ください。
平均 | 標準偏差 | 95% | |
移動誤差 (mm) | 0.037 | 0.025 | 0.083 |
表1: 精度テスト結果
Figure 2: Marker positional error following 100mm translation
静的精度
システムが静止している間の精度をテストするために、移動前のマーカーの初期位置からの位置変位（最初の15フレームの平均）を計算しました。9回の記録にわたって、平均位置偏差は.015mm（SD = .009mm）でした。詳細は表2および図3をご覧ください。
平均 | 標準偏差 | 95% | |
静的精度誤差 (mm) | 0.015 | 0.009 | 0.034 |
表2: 精度テスト結果
Figure 3: Marker positional noise while stationary
結論
このテストでは、11m x 11m x 3.5mのボリュームの中央に配置されたThorlabs LTS-300C/M線形トランスレーションステージを使用して、最新のカメラPrimeˣ 260の精度を検証しました。8台のPrimeˣ 260カメラのシステムは、9回の試行にわたってステージの100mm移動を.037mm（± .025mm）以内で再現し、静的精度は.015mm（± .009mm）を示しました。
免責事項
光学トラッキング精度を<.1mmで達成することは、ハードウェアが可能であっても簡単な作業ではありません。数台のカメラでの微細でほとんど認識できない振動が、特にカメラと追跡対象の距離が増すにつれて、システムに追加のノイズと誤差を引き起こす可能性があります。温度変化は、カメラとマウントの間、およびトラスシステム内で追加のノイズを引き起こす可能性があります。
これらのテストでは、外部ノイズの影響を軽減するために多くの手順が講じられました：カメラマウントのすべての自由度はレンチでしっかりと固定されました。テストは、HVACシステムを無効にした空の建物で、営業時間外に実施されました。カメラは運用温度でキャリブレーションされ、精度と精密度のテストはその直後に行われました。
