Método de Alinhamento Ativo de Ponto Único (SPAAM) para Calibração de HMD Óptico See-Through para Realidade Aumentada

A realidade aumentada (AR) é uma tecnologia na qual a visão do usuário do mundo real é aprimorada ou aumentada com informações adicionais geradas a partir de um modelo de computador. Para ter um sistema AR funcional, o sistema de exibição see-through deve ser calibrado para que os gráficos sejam renderizados corretamente. Os sistemas ópticos see-through apresentam um desafio adicional porque, ao contrário dos sistemas de vídeo see-through, não temos acesso direto aos dados de imagem a serem utilizados em vários procedimentos de calibração. Este artigo relata um método de calibração que desenvolvemos para displays head-mounted ópticos see-through. Primeiro, introduzimos um método para calibrar displays monoculares ópticos see-through (ou seja, um display para apenas um olho) e, em seguida, estendemos para displays ópticos see-through estereoscópicos nos quais os displays para ambos os olhos são calibrados em um único procedimento. O método integra as medições da câmera e um rastreador de seis graus de liberdade que está anexado à câmera para realizar a calibração. Utilizamos tanto um rastreador magnético comercial quanto um rastreador infravermelho baseado em visão que construímos. No caso monocular, a calibração é baseada no alinhamento de pontos de imagem com um único ponto 3D no sistema de coordenadas do mundo a partir de vários pontos de vista. Neste método, a interação do usuário para realizar a calibração é extremamente fácil em comparação com métodos anteriores, e não há a necessidade de manter a cabeça imóvel enquanto realiza a calibração. No caso da calibração estéreo, o usuário alinha um marcador 2D fundido estereoscopicamente, que é percebido em profundidade, com um único ponto alvo no mundo cujas coordenadas são conhecidas. Como no caso monocular, não há exigência de que o usuário mantenha a cabeça fixa.