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VR系统集成

ART

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1 产品介绍

ART是Advanced Realtime Tracking的英文缩写,一直致力于红外线光学跟踪系统的研发与生产,并将先进的科技应用于产品发展,产品制造,市场营销,产品销售以及优秀的客户支持。主要向客户提供高端的虚拟现实跟踪解决方案,而且可以根据每个用户的不同需求,进行产品的优化配置,可以满足包括工业测量、医学仿真和人机工程学在虚拟现实和增强现实中的应用。

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ART秉承德国工业的极致要求,所有产品都在德国境内设计、生产和制造。所以无论是产品的实用性、可靠度和精密度都具有世界顶级水平。

应用方向:VR虚拟现实/AR增强现实、工业测量、医学研究、传媒业应用。

主要客户:轨道交通、汽车制造业航、空航天工业等行业。

 

系统组成:

ART软件DTrack2控制整个跟踪系统的所有功能。跟踪系统本身由摄像头、交互设备、目标和一个ARTTRACK或TRACKPACK控制器组成。

1.跟踪摄像头

(1)ARTTRACK

(2)TRACKPACK

(3)SMARTTRACK

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2.交互控制设备

(1)Flystick2

(2)Flystick3

(3)Fingertracking

(4)Measurement Tool

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3.动作捕捉套件

(1)光学跟踪标记点

(2)Hybrid Suit陀螺仪与光学混合跟踪

(3)ART-Human

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4.控制主机

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设备连接图


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5.DTrack2

DTrack2由前端和后端软件组成:

前端软件安装在通过以太网连接到控制器的远程电脑上。图形用户界面使用户能够完全从远程电脑控制跟踪系统,使系统更加灵活(即坐在不同工作地点的不同用户可以随时控制跟踪系统)。

基于Linux的后端软件在控制器上运行,控制器进行所有必要的计算(3DOF、6DOF数据等)。控制器和远程计算机之间通过一个TCP/IP连接进行数据传输。

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(1)安装了DTrack2软件的电脑可以轻松远程访问控制器

(2)即使没有DTrack2前端软件,也可以通过TCP/IP转换命令字符串(ASCII)进行远程控制。

(3)可在中控系统或定制软件中嵌入命令字符串,控制跟踪系统,例如用于远程加载配置。

(4)强制控制器进入待机模式

(5)可保存不同的配置文件,例如使用不同的目标点或设置(可与用户名相关,便于区分选择)

(6)可通过前端更新摄像机

(7)精确快速的进行房间校准和身体校准

(8)更换摄像头位置后几分钟后即可使用

(9)最多可同时检测到多达30个刚体(目标)

(10)识别和跟踪额外的单个3DOF标记

(11)监控模式使用2D相机坐标,使系统设置更加舒适和可调

(12)为每个连接的摄像机提供一组可调参数,针对不同跟踪空间和要求进行调整标记点的反馈亮度

(13)输出数据整合了Flystick的朝向数据,旋转数据以及按钮时间,可通过以太网输出

(14)通过身体调节轻松操纵6自由度目标

 

主要设备介绍:

1. Tracking PC 光学跟踪专用主机:

所有ART跟踪系统使用“Tracking PC”光学跟踪专用计算机作为数据处理的核心元件,该PC机能够通过DTrack软件计算跟踪套件的6自由度位置和方向。设备还配有SyncCard2,能实现多个摄像头的同步运行,并可根据需要安装立体眼镜等外部元件。

Tracking PC 是标准的PC,包括可使摄像头同步工作的PCI板,其中第二个网络接口用于摄像头通讯。该PC用于运行DTrack软件。由于DTrack软件实时的特征,所以PC上不可运行其他软件。

2.跟踪摄像头:

ART系统配备的全部“跟踪摄像头(ARTTRACK5, TRACKPACK ,SMARTTRACK)”均为智能摄像头,其辅助配件包括:低噪音CCD芯片、用于标记数据优化分析的“现场可编程门阵列”(FPGA)、以及负责全部二维计算的内部PC机。另外,摄像头还配有红外闪光灯,可照亮跟踪目标。

(1)ART TRACK5动作捕捉摄像头

ARTTRACK5增强功能提供更高的帧速率和分辨率,并为所有的运动跟踪应用提高灵活性。公司一贯秉承创造世界上最精确、可靠、稳定的运动跟踪相机的理念。

产品性能:

  1. 帧速最高可达300赫兹

  2. 传感器分辨率为1.3百万像素(全帧模式)

  3. 减少安装时间,每个相机仅有一条电缆

  4. 集成图像处理

  5. 支持主动和被动目标

  6. 内置红外LED闪光灯,波长850纳米

  7. 闪光强度8个步骤可调(通过DTrack2软件实现控制)

  8. 每个相机1根RJ45 CAT5)电缆,用于数据输出、同步化和电源

  9. ATC支持多达8个相机( ART跟踪控制器)

  10. 通过附加的PoE +交换机支持8个以上的相机

 

应用范围:

适用于工业环境,虚拟现实环境,工业仿真,科研教育等人体动作捕获领域。

 

(2)标记点与交换控制设备:

跟踪目标分为许多类别,其中包括虚拟现实专用的交互设备,如:Flystick2、Fingertracking,或测量工具等;同时也有各种形状的非交互式目标,包括立体眼镜、头戴式设备、以及符合人体各部位的目标。

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3.Flystick2

Flystick2是一款用于虚拟现实应用领域的无线式交互设备,是Flystick的更新产品。该产品升级为6个按钮并配有模拟操纵杆。

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标准附件

Flystick2 包含:

1个充电电源(100-240v,50-60Hz);

1个电池组;

1台发射器;

1个发射器电源(100-240v,50-60Hz);

1根以太网连接线

 

4.全身动捕

ART Human是一种辅助动作捕捉的工具。该软件使用高度精确6自由度光学目标的信息来跟踪人体动作。使用17个人体工程学设计的目标,可以直接穿在普通衣服上。

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主要特点:

  1. 人体骨骼模型的完全逆运动学

  2. 简单的校准程序

  3. 使用六自由度光学目标跟踪

  4. 快速自动绑定校准(< 1分钟)

  5. 可实时驱动Autodesk MotionBuilder、Siemens JACK和达索人机系统

  6. 输出VRPN,6dj数据

  7. 录制C3D、BVH和RAMSIS CSV文件格式

  8. 与手指跟踪系统完全兼容

2 产品优势

1.      ART应用的领域比较广泛,受到众多虚拟现实,工业设计领域软件厂家的支持

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2. 支持超大范围追踪

3. 最多支持50个摄像头追踪

产品价值

1. 可提供三维空间虚拟交互

2.不受空间限制

3.眼部的追踪功能,为参与者提供身临其境的体验

4. 可提供人机验证

5. 可在虚拟样机中提前进行定位、校验、测量

4 应用案例

汽车辅助设计

通过头部跟踪器和一个无线的互动设备,配合立体眼镜体验一个汽车产品可视化互动设计

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汽车虚拟驾驶内部的易用性体验

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VR 学术研究

德国Chemnitz技术大学虚拟乒乓球

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AR 增强现实

DaimlerChrysler & Airbus: 大型客机周边空气流的可视化

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工业测试应用

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人体工程学研究

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户外机器人跟踪

通过玻璃来跟踪一个小型的机器人:

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病人定位

为了提高MR(核磁共振)/CT(X射线断层扫描)或者PET(正电子发射计算机断层显像技术)扫描结果的影像品质,用于校准病人一些运动(比如呼吸,移动)。

病人的精确定用于辐射疗法、短波治疗等。

外科手术中的AR增强现

内窥镜跟踪

辅助计算病人腹部的内窥镜检查

可以在外科手术中进行内窥镜跟踪


传媒动作捕捉

在Maya环境中可以实时地进行身体跟踪 ( 动作捕捉) 动作捕捉:

人体工程学应用。

高精度捕捉。

满足传媒应用的速度要求

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