VERNIER：将标记姿态估计推向微米乃至纳米尺度的开源软件
计算机视觉与模式识别
2025-10-06 v1 机器人学
摘要
在微小尺度下，姿态估计仍是一个挑战。几乎没有解决方案能够在相对较大的范围内实现亚微米乃至亚毫弧度分辨率的 6 自由度姿态测量。多年来，我们提出了几种 fiducial 标记和图案设计，以实现各种显微镜应用的可靠性能。图案编码方法可实现厘米级范围，而相位处理周期帧可实现纳米分辨率。本文介绍 VERNIER，这是一款开源相位处理软件，旨在基于伪周期图案提供快速可靠的姿态测量。凭借基于相位的局部阈值算法，该软件对噪声、焦外和遮挡具有较强鲁棒性。展示了相位处理的各个步骤，以及针对不同应用需求的不同图案类型。随后给出合成图像和实验图像的实现示例。最后给出用于选择合适图案设计和显微镜焦距镜头以实现所需性能的指南。
关键词
引用
@article{arxiv.2510.02791,
title = {VERNIER: an open-source software pushing marker pose estimation down to the micrometer and nanometer scales},
author = {Patrick Sandoz and Antoine N. André and Guillaume J. Laurent},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.02791},
year = {2025}
}