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激光散斑成像新突破:SpecTrack实现高精度姿态追踪,精度提升200%

(映维网Nweon 2025年03月14日)由于精确姿态检测在确保准确定位信息方面的关键作用,所以AR/VR和机器人等领域越来越需要精确的姿态检测。然而,传统基于视觉的系统通常难以实现高精度,特别是在处理复杂环境或快速移动的物体时。

为了解决所述限制,伦敦大学学院,Adobe,英伟达团队研究了激光散斑成像Laser Speckle Imaging(LSI),通过这种新兴的光学追踪方法来提高姿态估计精度。

具体来说,团队提出的基于LSI追踪方法SpecTrack利用来自无镜头摄像头和具有编码孔径的反向反射标记的捕获来实现高精度的多轴旋转姿态估计。他们利用内部构建的测试平台进行了广泛的试验,并表明SpecTrack的精度为0.31°(std=0.43°),显着优于最先进的方法,将精度提高了200%。

当相干激光从光学粗糙的表面反射时,散斑图案出现为白点和黑点的随机混合,并且干涉被成像传感器捕获。团队提出的SpecTrack使用LSI来捕获多个轴的绝对旋转。

首先,他们实现了一个测试平台LSI系统,使用无透镜摄像头,多波长激光器和具有编码孔径的反向反射标记来追踪目标。与以往的研究结果一致,测试数据表明多波长激光产生了多个相同且重叠的散斑图案,如图1所示。

利用散斑图案,团队开发了一种学习方法以从无透镜摄像头捕获的散斑图像中估计跨多个轴的绝对旋转。

研究人员的目标是利用多波长激光产生的重叠图案,从一个编码的反向反射标记远程获得多个绝对旋转角度。如图2所示,来自光源的激光束击中任意一点,由于波长(