Design, Implementation and Evaluation of an External Pose-Tracking System for Underwater Cameras

要約

水中コンピューター ビジョンとロボット工学を、実験室環境や澄んだ水のシナリオから、深く暗い海や濁った沿岸水域まで進化させるには、代表的なベンチマークと、グラウンド トゥルース情報を備えた現実的なデータセットが必要です。
特に、カメラの姿勢を決定することは、多くの水中ロボットや写真測量アプリケーションにとって不可欠であり、そのような極端な環境での位置特定とマッピングの同時アプローチなどのパフォーマンスを評価するには、既知のグラウンドトゥルースが必須です。
この論文では、水中カメラの姿勢をリアルタイムで決定するための外部参照システムの概念、校正、および実装について説明します。
このアプローチは、空中の HTC Vive 追跡システムに基づいており、水槽の水面上で追跡された 2 つのコントローラーの姿勢を融合することで水中カメラの姿勢を計算します。
空気中の光学マーカーベースの基準に対するこのアプローチの平均偏差は 3 mm 未満および 0.3 度未満であることが示されています。
最後に、水中用途におけるシステムの有用性を実証します。

要約(オリジナル)

In order to advance underwater computer vision and robotics from lab environments and clear water scenarios to the deep dark ocean or murky coastal waters, representative benchmarks and realistic datasets with ground truth information are required. In particular, determining the camera pose is essential for many underwater robotic or photogrammetric applications and known ground truth is mandatory to evaluate the performance of e.g., simultaneous localization and mapping approaches in such extreme environments. This paper presents the conception, calibration and implementation of an external reference system for determining the underwater camera pose in real-time. The approach, based on an HTC Vive tracking system in air, calculates the underwater camera pose by fusing the poses of two controllers tracked above the water surface of a tank. It is shown that the mean deviation of this approach to an optical marker based reference in air is less than 3 mm and 0.3 deg. Finally, the usability of the system for underwater applications is demonstrated.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google