Integration of sensor orientation data into an augmented reality technology

Abstract

Currently, such microelectromechanical sensors as accelerome­ters, gyroscopes and magnetometers are the dominant sensors in mobile devices. The market of mobile devices is constantly expanding and focused on sensor integration process by adding supplementary functionality for the applications; therefore, it is possible to adapt these sensors for augmented reality technology solutions. Many augmented reality solutions are based on computer vision processing methods in order to identify and track markers or other objects. However, the main problem is chaotic environment, lighting conditions where object recognition and tracking in real-time becomes difficult and sometimes is an impossible process. This paper analyses possibilities to apply microelectromechanical sensors. Additionally, it investigates quaternion use for sensor data to estimate reliable and accurate camera orientation and represent virtual content in augmented reality technology.

Article in Lithuanian.

Jutiklių orientacijos duomenų integracija papildytosios realybės technologijoje

Santrauka

Šiuo metu mikroelektromechaniniai jutikliai (akcelerometrai, giroskopai ir magnetometrai) dominuoja mobiliuosiuose įrenginiuose. Mobiliųjų įrenginių rinka nepaliaujamai plečiasi ir telkiasi į jutiklių integracijos procesą, kuriamoms aplikacijoms pridedama papildomo funkcionalumo. Tokiu būdu suteikiama galimybė pritaikyti jutiklių informaciją priimant papildytosios realybės technologijos sprendimus. Daugelis papildytosios realybės sprendimų veikia remiantis vaizdų apdorojimo metodais, norint atpažinti ir sekti žymeklį ar kitus objektus bei atvaizduoti kompiuteriu generuojamą virtualų turinį. Pagrindinė tokių metodų problema – netvarkinga aplinka, apšvietimo sąlygos, todėl objektą atpažinti ir sekti realiuoju laiku tampa sudėtinga arba neįmanoma. Darbe nagrinėjamos mikroelektromechaninių jutiklių naudojimo galimybės ir kvaternionų taikymas jutiklių duomenims, norint patikimai ir tiksliai įvertinti kameros orientaciją erdvėje. Tokiu būdu virtualus turinys atvaizduojamas papildytosios realybės technologijoje, netaikant vaizdų apdorojimo metodų.

Reikšminiai žodžiai: mikroelektromechaniniai jutikliai, jutiklių duomenų sujungimas, orientacijos įvertinimas, papildytosios realybės technologija.

Keyword : microelectromechanical sensors, orientation estimation, sensor data fusion, augmented reality technology