大场景光学运动捕捉系统标定方法研究

为解决大场景下光学运动捕捉系统精度检测困难的问题，提出利用全站仪标定大场景下光学运动捕捉系统定位精度的方法。首先在光学运动捕捉系统的四个分区域均匀选取若干公共点，其次利用同尺寸同心靶球解决全站仪和光学运动捕捉系统测量点不一致的问题，之后通过全站仪和光学运动捕捉系统分别测量得到公共点的真实值和测量值，基于罗德里格矩阵的抗差最小二乘迭代方法计算全站仪坐标系到光学运动捕捉系统坐标系的位姿变换矩阵，最后坐标系统一并计算光学运动捕捉系统在分区域和整体区域下的定位精度。同时，基于该方法实现了度量运动捕捉系统和Vicon运动捕捉系统的外参标定。实验结果表明：光学运动捕捉系统在四个分区域的定位精度分别为2.385 mm、0.877 mm、1.787 mm、2.890 mm，整体区域下光学运动捕捉系统的定位精度为8.126 mm。说明大场景下光学运动捕捉系统的定位精度明显降低，验证了利用全站仪进行光学运动捕捉系统标定和运动捕捉系统外参标定的可行性和有效性。