System sterowania optycznego z wykorzystaniem elementów AR

• Autorzy: Pałys, T. , Murawski, K. , Arciuch, A.

Warianty tytułu

EN

Optical driving for computer system with augmented reality features

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaproponowano metodę kodowania wiązki lasera, którą zastosowano do sterowania systemem rzeczywistości rozszerzonej. Eksperymenty wykonano stosując laser czerwony emitujący falę o długości λ = 650 nm i mocy P = 3 mW. Celem badań było sprawdzenie opracowanych metod modulacji i demodulacji kodowanego sygnału laserowego oraz zbadanie wpływu parametrów, takich jak: czas trwania impulsu lasera, rozdzielczość obrazu pozyskiwanego z kamery, liczba rejestrowanych klatek na sekundę na wynik demodulacji sygnału optycznego. Uzyskane wyniki pokazały, że proponowana metoda kodowania zapewnia transmisję niezbędnej liczby informacji w pojedynczej wiązce lasera (nie mniej niż 36 symboli przy skuteczności dekodowania wynoszącej 99,9%). Opracowany sposób kodowania umożliwia, na podstawie analizy sekwencji obrazów wideo, oddziaływanie na przebieg symulacji realizowanej w rzeczywistości rozszerzonej, w tym również rozróżnienie graczy i podejmowanych przez nich akcji. Jest to istotny postęp względem systemów interakcji stosowanych do wpływania na rzeczywistość rozszerzoną.

EN

The paper proposes a laser beam encoding method that is used to control an augmented reality system. Experiments were performed using a red laser emitting a wavelength of λ = 650 nm with power of P = 3 mW. The purpose of the study was to investigate methods of modulation and demodulation of the encoded laser signal, and to examine the influence of parameters such as: laser pulse duration, camera image resolution, the number of recorded frames per second on the demodulation result of the optical signal. Obtained results show that the proposed coding method provides the transmission of the necessary information in a single laser beam (no less than 36 codes with a decoding efficiency of 99.9%). The developed coding method enables, based on the sequence analysis of video images, the influence on the course of the simulation performed in augmented reality, including distinguishing players and actions taken by them. This is an important advancement in relation to interaction systems used to influence augmented reality.

Słowa kluczowe

PL

sterowanie optyczne; rozszerzona rzeczywistość (AR); rozszerzona maszyna stanów (EFSM)

EN

optical driving; augmented reality (AR); extended finite state machine (EFSM)

• Czasopismo: Przegląd Teleinformatyczny
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 5, Nr 4 (45)
• Strony: 35--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pałys, T.

• Instytut Teleinformatyki i Automatyki WAT, ul. Gen. W. Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa 46,

autor

Murawski, K.

• Instytut Teleinformatyki i Automatyki WAT, ul. Gen. W. Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa 46,

autor

Arciuch, A.

• Instytut Teleinformatyki i Automatyki WAT, ul. Gen. W. Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa 46,

Bibliografia

• [1] OLSEN D. R., NIELSEN T., Laser pointer interaction. [In] Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems, 2001, pp. 17-22, https://doi.org/10.1145/365024.365030.
• [2] VOGT F., WONG J., FELS S., CAVENS D., Tracking Multiple Laser Pointers for Large Screen Interaction. Extended Abstracts of ACM UIST 2003, 2003, pp. 95-96.
• [3] SOETEDJO A., NURCAHYO E., Developing of Low Cost Vision-Based Shooting Range Simulator. [In] IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security, vol. 11, no. 2, 2011, pp. 109-113.
• [4] EBRAHIMPOUR-KOMLEH H., TEKIYEHBAND M., Design of an interactive whiteboard system using computer vision techniques. Proceedings of 6th International Symposium on Mechatronics and its Applications 2009 (ISMA '09), 2009, pp. 423-426.
• [5] WANG J.-T., SHYI C.-N., T HOU.-W. , FONG C. P. , Design and Implementation of Augmented Reality System Collaborating with QR Code. Computer Symposium (ICS), 2010 International, 2010, pp. 414-418, https://doi.org/10.1109/COMPSYM.2010.5685477.
• [6] UKIDA H., KAJI S., TANIMOTO Y., YAMAMOTO H. , Human Motion Capture System Using Color Markers and Silhouette. Instrumentation and Measurement Technology Conference, IMTC 2006, Proceedings of the IEEE, 2006, pp. 151-156, https://doi.org/10.1109/IMTC.2006.328334.
• [7] SMERAGLIUOLOA A., HILLC N., DISLAD L., PUTRINO D., Validation of the Leap Motion Controller using markered motion capture technology. Journal of Biomechanics, Vol. 49, No. 9, 2016, pp. 1742-1750, http://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2016.04.006.
• [8] BARCZEWSKA K., DROZD A., Comparison of methods for hand gesture recognition based on Dynamic Time Warping algorithm. [In] Proceedings of the 2013 Federated Conference on Computer Science and Information Systems, 2013, pp. 207-210.
• [9] LEBIEDŹ J., SZWOCH M., Virtual Sightseeing in Immersive 3D Visualization Lab. [In] Proceedings of the 2016 Federated Conference on Computer Science and Information Systems, M. Ganzha, L. Maciaszek, M. Paprzycki (eds). ACSIS, Vol. 8, 2016, pp. 1641-1645, http://dx.doi.org/10.15439/2016F227.
• [10] BOTHE T., GESIERICH A., LI W., KOPYLOW C., KOPP N., JUPTNER W., 3D-Camera for Scene Capturing and Augmented Reality Applications. 3DTV Conference, 2007, pp. 1-4, https://doi.org/10.1109/3DTV.2007.4379469.
• [11] PAŁYS T., ŻORSKI W., Enhanced movement tracking with Kinect supported by high-precision sensors. [In] Proceedings of the 2015 Federated Conference on Computer Science and Information Systems, M. Ganzha, L. Maciaszek, M. Paprzycki (eds). ACSIS, Vol. 5, 2015, pp. 883-888, http://dx.doi.org/10.15439/2015F166.
• [12] MURAWSKI K., ARCIUCH A., PUSTELNY T., Studying the influence of object size onthe range of distance measurement in the new Depth From Defocus method. [In] Proceedings of the 2016 Federated Conference on Computer Science and Information Systems, M. Ganzha, L. Maciaszek, M. Paprzycki (eds). ACSIS, Vol. 8, 2016, pp. 817-822, http://dx.doi.org/10.15439/2016F136.
• [13] KIM N. W., LEE H., Developing of vision-based virtual combat simulator. [In] Proceedings of International Conference on IT Convergence and Security (ICITCS), Macao, China, 2013, pp. 1-4.
• [14] PAŁYS T., ARCIUCH A., WALCZAK A., MURAWSKI K., Method of laser beam coding for control systems. Proceedings SPIE 10455, 12th Conference on Integrated Optics: Sensors, Sensing Structures, and Methods, 2017, pp. 104550A-1-104550A4, http://dx.doi.org/10.1117/12.2280805.
• [15] GKDESIGN ENGINEERING: RS-232 Laser Transceiver. Electronics Australia, 1997, pp. 56-61.
• [16] MURAWSKI K., RÓŻYCKI R., MURAWSKI P., MATYJA A., REKAS M., An Infrared Sensor for Monitoring Meibomian Gland Dysfunction”. Acta Physica Polonica A, Vol. 124, No 3, 2013, pp. 517-520, http://dx.doi.org/10.12693/APhysPolA.124.517.