Forschungsbericht_Papierlose Produktion_15666 ... - Die BVL

2 Grundlagen
2.2.2.2 Trackingsystem
Die wichtigste Anforderung an ein AR-System ist in den meisten Fällen die Positio-
nierung der realen und virtuellen Objekte zueinander. Diese Aufgabe wird durch das
Trackingsystem realisiert. Der Begriff Tracking (dt. Spurbildung, Verfolgen) umfasst
alle Bearbeitungsschritte, die zur Verfolgung von Position und Orientierung eines
(bewegten) Objektes zu jeder Zeit dienen. Die Ziele des Trackingsystems sind dem-
nach die Extraktion von Informationen über den Verlauf der Bewegung und die Lage
eines Objektes sowie die Verminderung von Abweichungen (relative Fehlerdaten),
welche sich meist auf zufällige technische Messfehler oder physikalisches Messrau-
schen zurückführen lassen [Bau-07]. Die Genauigkeit der bestimmten Lage- und
Bewegungsinformation hängt neben dem verwendeten Tracking-Algorithmus auch
von der Genauigkeit der Beobachtung ab. Für die kombinierte Darstellung von rea-
len und virtuellen Objekten ist es unerlässlich, diese entsprechend den geometri-
schen Gegebenheiten richtig aneinander auszurichten. Durch das Tracking wird be-
stimmt, von wo und aus welchem Blickwinkel die AR-Szene betrachtet wird. So wird
jedem Objekt ein eigenes Koordinatensystem zugewiesen (vgl. Abbildung 13), des-
sen Ausrichtung zu einem fixen Weltkoordinatensystem (Welt-COS) berechnet wird
([Bau-07], [Rei-09]). Die Möglichkeiten zur technischen Umsetzung sind vielfältig.
Weltkoordinatensystem
Abbildung 13: Aufbau eines Trackingsystems
[Rei-09]
22
z W
y W
x W
z 0
y 0
x 0
z T
y T
Trackingsystem x T
Reales Objekt
z N
y N
x N
Nutzer
Abbildung 14: Outside-in, inside-out und inside-in
Tracking [Rei-09]
Der physische Aufbau der Trackingsysteme lässt analog zu Abbildung 14 eine grobe
Einteilung der einzelnen Abwandlungen nach outside-in- bzw. inside-out-Systemen
zu. Bei outside-in-Systemen stehen die Sensoren (Kameras) an einer festen Position
z R
y R
x R
R: Referenz, S: Sensor
z S
y S
x S
z S
z R
y S
y R
x S
„outside-in“
x R
„inside-out“