特色应用
预期应用场景为技能评估及培训支持，针对涉及笔、探针、刮刀等小直径器械的手动操作。单目相机可在静态或准静态条件下测量器械姿态，无需突出的标记头部，并使用单独标定的尖端偏置量来获取器械尖端位置。
摘要
本研究表明了一种用于小直径笔形器械的局部六自由度姿态优化方法，该方法利用纸质圆柱标记器（外径为 8.3 毫米）附着后展开图像中的几何不一致性。全周带用于优化圆柱中心位置和纵向轴朝向（五个自由度），而圆点边缘的图像坐标用于优化绕圆柱轴的滚动。固定的 5+1 自由度方案在几何模式和检测器模式下进行了评估，使用 240 个排除在识别和调优之外的参考姿态，以及每个姿态 16 种组合初始误差条件（每种模式 3840 条轨迹）。在独立的 CG 局部优化评估中，17.60% 的检测器模式轨迹在 CG 评估标准下失败；在 3164 条算法完成的轨迹中，有 20 条（0.63%）结束时的归一化姿态误差大于初始值。在单独进行的端到端 CG 评估中，对 240 张图像，当前粗初始化器产生了 157 个粗姿态，111 个正确 ID，以及 81 个 P0 完成；仅 240 个输出中有 1 个同时满足 0.10 毫米和 1° 的平移和旋转误差阈值。因此，局部优化与前端/全局捕获性能必须分别评估。在 K 转移测试中，匹配的渲染和处理内参矩阵未显示出明显退化，而故意的端点不匹配则导致校正失败。对于先前获取的真实图像，事后名义设置分析显示优化后的 XYZ RMSE 有所降低，但这不构成针对独立外部参考的绝对精度验证。
