Optikai alapú Motion Capture rendszer fejlesztése etológiai kutatások céljára

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Umenhoffer Tamás
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

Mozgáskövető rendszerek használatával élőlények, tipikusan emberek mozgását rögzítik, amelyeket animált virtuális karakterekre lehet átültetni. Mozgáskövető rendszereket főleg a film, és a videojáték iparban alkalmaznak valósághű mozgás létrehozásához. Mozgáskövető rendszereket azonban a szórakoztató iparon kívül is használnak például a gyógyászatban járás vizsgálathoz.

Etológiai kutatásokra is használhatók mozgáskövető rendszerek, amelyben a szereplők pozíciója, és mozgásiránya automatizáltan, és pontosan meghatározható. A későbbiekben a szereplők testhelyzete is automatikusan meghatározhatóvá válhat.

Többfajta mozgáskövető rendszer létezik, a diplomatervben egy látható fény tartományban működő aktív optikai alapú mozgáskövető rendszer fejlesztését mutatom be. A diplomatervben a következő témákat részletezem.

A szereplőkre, az ízületeik közelébe, homogén, világító markereket helyeztünk, amelyek pozícióját a rendszer a terem szélein elhelyezett hat nagy sebességű kamera segítségével meghatározza. A kamerák által másodpercenként 60-szor frissített képen kell meghatározni a markerek pozícióját. Ez nagy adatmennyiséget generál, a feldolgozáshoz elosztott, több számítógépen történő képfeldolgozás szükséges. A képfeldolgozás nagy része jól párhuzamosítható, így felhasználható a GPU-kban lévő hatalmas számítási kapacitás.

A képfeldolgozás után a központi számítógép a megkapott kétdimenziós marker pozíciók alapján határozza meg a markerek háromdimenziós pozícióit. A pont felhőben a pontok között definiálható egy hierarchikus viszony, amelyből meghatározható a karakter csontvázában lévő csontok közötti transzformációs lánc.

A jó eredmények eléréséhez fontos a pontos kalibráció, amelynek során a kamerák pozícióját, és orientációját kell meghatározni. A jó kalibrálás a pontos háromdimenziós pozíciókon kívül nagy szerepet játszik a pontok követésében is.

Végül bemutatom az elkészített grafikus felhasználói programot, amellyel a megvalósított funkciókat lehet egyszerűen elérni.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.