Zhrnutie
Nasledujúca správa popisuje test validácie presnosti vykonaný s kamerami Primeˣ 260. Test využíval prekladovú platformu Thorlabs LTS-300C/M (<5um chyba) ako zdroj skutočnej hodnoty pre dĺžku 100mm prekladu, pričom sa chybovosť kamerového systému operacionalizovala ako odchýlka od hodnôt hlásených platformou. Systém s 8 kamerami Primeˣ 260 vykázal priemernú chybu posunutia 0.037mm (± .025mm) v deviatich pokusoch o 100mm preklad, pozri Obrázok 3. Okrem toho preukázal statickú presnosť chyby .015mm (± .009mm).
Metodológia
Osem kamier Primeˣ 260 bolo namontovaných na konštrukciu, čím sa vytvoril objem 11m x 11m x 3.5m. Kamery boli nasmerované na vozík s platformou Thorlabs LTS-300C/M umiestnenou v strede objemu, pozri Obrázok 1. Kamery Primeˣ 260 boli nastavené na zisk 2 a expozíciu 250us. Na platforme bolo namontovaných štyri 19mm LED svetiel AnchorPuck, ktoré poskytli polohové údaje pre test. Vzdialenosti od kamery k cieľu sa pohybovali od 5.8m do 8.6m. Systém bol kalibrovaný štandardným postupom mávania, pričom dosiahol mediánové chyby mávania a lúča .059mm a .237mm, resp.
Figure 1: Left: The markers mounted to a linear stage. Right: A top-down view of the 3D volume.
Výsledky
Polohová presnosť
Na vyhodnotenie polohovej presnosti systému sme porovnali hlásené lineárne posunutie značiek (od ich počiatočnej polohy) po 100mm preklade s hodnotami hlásenými lineárnou platformou Thorlabs LTS-300C/M. Výsledky ukázali, že systém vykázal priemernú chybu posunutia <= 0.037mm (SD = .025mm) naprieč štyrmi značkami a deviatimi pokusmi, pozri Tabuľku 1 a Obrázok 2.
Priemer | SD | 95% | |
Chyba prekladu (mm) | 0.037 | 0.025 | 0.083 |
Tabuľka 1: Výsledky testu presnosti
Figure 2: Marker positional error following 100mm translation
Statická presnosť
Na testovanie presnosti systému v statickej polohe bola vypočítaná polohová odchýlka značiek od ich počiatočnej polohy (priemer prvých 15 snímok) pred prekladom. Naprieč deviatimi nahrávkami bola priemerná polohová odchýlka .015mm (SD = .009mm), pozri Tabuľku 2 a Obrázok 3.
Priemer | SD | 95% | |
Chyba statickej presnosti (mm) | 0.015 | 0.009 | 0.034 |
Tabuľka 2: Výsledky testu presnosti
Figure 3: Marker positional noise while stationary
Záver
V tomto teste bola na validáciu presnosti našej najnovšej kamery, Primeˣ 260, použitá lineárna prekladová platforma Thorlabs LTS-300C/M umiestnená v strede objemu 11m x 11m x 3.5m. Systém s 8 kamerami Primeˣ 260 reprodukoval 100mm preklady platformy s presnosťou do .037mm (± .025mm) v deviatich pokusoch, pričom preukázal statickú presnosť .015mm (± .009mm).
Upozornenie
Dosiahnuť optickú sledovaciu presnosť <.1mm nie je jednoduchá úloha, aj keď je hardvér schopný. Minútové, takmer neviditeľné vibrácie na len niekoľkých kamerách môžu do systému zaviesť ďalší šum a chybu, najmä ak sa vzdialenosť medzi kamerami a sledovaným objektom zvyšuje. Zmeny teploty môžu zaviesť ďalší šum na rozhraní medzi kamerou a montážou a v samotnom systéme konštrukcie.
Pre tieto testy bolo prijatých množstvo krokov na zmiernenie vplyvu vonkajšieho šumu: Všetky stupne voľnosti v montážach kamier boli pevne zabezpečené kľúčom. Testy sa vykonávali po pracovnej dobe v prázdnej budove s vypnutým HVAC systémom. Kamery boli kalibrované pri ich prevádzkovej teplote, pričom testovanie presnosti a presnosti sa uskutočnilo okamžite po tom.
