
摘要
以下报告描述了使用Primeˣ 260相机进行的准确性验证测试。该测试使用Thorlabs LTS-300C/M平移台(<5um误差)作为100mm平移的真实值来源,将相机系统的误差操作化为与平移台报告值的偏差。一个8相机Primeˣ 260系统在九次100mm平移试验中表现出平均位移误差为0.037mm(± .025mm),见图3。此外,它还展示了静态精度误差为.015mm(± .009mm)。
方法论
八个Primeˣ 260相机被安装在桁架上,形成一个11m x 11m x 3.5m的体积。相机对准一个位于体积中心的装有Thorlabs LTS-300C/M平移台的小车,见图1。Primeˣ 260相机的增益设置为2,曝光时间为250us。平移台上安装了四个19mm的AnchorPuck LED,提供测试的位置信息。相机到目标的距离范围为5.8m到8.6m。系统通过标准的探测程序进行校准,获得了中位探测和光线误差分别为.059mm和.237mm。

Figure 1: Left: The markers mounted to a linear stage. Right: A top-down view of the 3D volume.
结果
位置准确性
为了评估系统的位置信息准确性,我们比较了标记在100mm平移后(从其初始位置)的线性位移与Thorlabs LTS-300C/M线性平移台报告的值。结果显示,系统在四个标记和九次试验中表现出平均位移误差<= 0.037mm(SD = .025mm),见表1和图2。
平均值 | 标准差 | 95% | |
平移误差(mm) | 0.037 | 0.025 | 0.083 |
表1:准确性测试结果

Figure 2: Marker positional error following 100mm translation
静态精度
为了测试系统在静止状态下的精度,计算了标记在平移前(前15帧的平均值)与其初始位置的位移。在九次录制中,平均位移偏差为.015mm(SD = .009mm),见表2和图3。
平均值 | 标准差 | 95% | |
静态精度误差(mm) | 0.015 | 0.009 | 0.034 |
表2:精度测试结果

Figure 3: Marker positional noise while stationary
结论
在本次测试中,位于11m x 11m x 3.5m体积中心的Thorlabs LTS-300C/M线性平移台被用来验证我们最新相机Primeˣ 260的准确性。8个Primeˣ 260相机在九次试验中将平移台的100mm平移重现到.037mm(± .025mm),展示了静态精度为.015mm(± .009mm)。
免责声明
实现<.1mm的光学跟踪准确性并非易事,即使硬件具备能力。仅有少数相机的微小、几乎不可察觉的振动可能会给系统引入额外的噪声和误差,尤其是当相机与被跟踪物体之间的距离增加时。温度变化可能会在相机与支架之间以及桁架系统内部引入额外的噪声。
在这些测试中,采取了多项措施来减轻外部噪声的影响:相机支架的所有自由度都用扳手紧固。测试在一个空旷的建筑物内的非工作时间进行,HVAC系统关闭。相机在其操作温度下进行校准,准确性和精度测试紧接着进行。







