vicon tracker

1. Vicon Tracker

Vicon Tracker - ©Vicon Motion Systems Ltd. UK
Vicon Tracker is a powerful object tracking solution providing unrivaled data accuracy for integration in to 3D applications such as VirTools, Labview, Open Scene Graph, WorldViz, Panda3D and VR Juggler. Tracker has been designed for applications as diverse as robot tracking, ingress/egress, human factors engineering; design method optimization, virtual engineering and previzualization.

オブジェクトトラッキングに特化した高速リアルタイムソフトウェア．計測する3次元空間の周囲にBonitaカメラを設置し，反射マーカの位置を検出することで，オブジェクト毎のデータをリアルタイムに出力する．取得したデータから様々な用途に応用することが可能．

2. 研究室における利用

研究室では,TMS環境周辺に10個のカメラを配置し，反射マーカを取り付けたオブジェクトのトラッキングに利用．

• SmartPal 4
• SmartPal 5
• Quadcopter
• Glasses

3. キャリブレーション

モーションキャプチャシステムとして，定期的なキャリブレーションが必要．ただし，SYSTEMタブのSETTING項目は調整が困難であるため，変更禁止．計測空間での作業と同時に，Tracker画面の確認を要するため，2人で行うことが好ましい．

3.1 The Active Wand

The Active Wand - ©Vicon Motion Systems Ltd. UK
The Active Wand is Vicon’s Dynamic Calibration device. Its active markers calibrate both optical and video reference cameras with unparalleled accuracy.

複数個のLEDを備えたT字形較正デバイス．

3.2 カメラキャリブレーション

以下の手順に沿ってキャリブレーションを行う．

1. CALIBRATEタブ最上部のWAND:にActive Wandを選択(較正器の選択)．また，L-FRAME:でActive Wand Originalを選択．
2. Trackerのトラッキング画面をCAMERAビューに切り替え，全カメラが確認できるようにする．(SYSTEMタブのVICON CAMERASを全選択)
3. CALIBRATEタブのCALIBRATE CAMERASからSTARTをクリック．キャリブレーションが開始される．
4. Wandを振りながらTMS空間の中を歩く．
5. 同時に，CALIBRATEタブのCAMERA CALIBRATION FEEDBACKを確認する．ここでは，各カメラのピクセル誤差が色で表示される．
   緑:良 黄:可 赤:不可
6. 各カメラのキャリブレーションが完了すると，全カメラのパラメータは緑になり，各カメラのLEDは自動で消灯する．

3.3 初期ノイズのマスク

マーカー以外の反射物，他カメラの映り込みなどが，ノイズとなって現れる場合がある．そのような場合，カメラマスクを設定し，初期ノイズとして除去することができる．以下を行う前に，物理的に除去できないか確かめる．また，Trackerのオブジェクトとして認識させるものは全てTMS空間から取り除く．

1. Trackerのトラッキング画面をCAMERAビューに切り替える．
2. VIEWの項目は全てチェックを外す．
3. CALIBRATEタブのCREATE CAMERA MASKSからSTARTをクリック．自動的にマスクが作成される．
4. トラッキング画面上部の各種ボタンで，マニュアルで除去したいノイズにマスクを設定することもできる(マウス操作)．

3.4 原点座標の設定

Wandに基準となる座標が設定されており，計測空間上にこれを配置することで原点座標を設定する．

1. SET VOLUME ORIGINからSTARTをクリック．
2. TMS空間の(X, Y)=(2000[mm], 500[mm])の位置に，Wandの原点を合わせて配置する．
3. 続けてSET ORIGINをクリック．

4. オブジェクトの作成

4.1 オブジェクトの準備

Vicon Tracker上のオブジェクトとしてトラッキングさせるために，実物に3個以上のマーカーを取り付ける．　

4.2 オブジェクトの配置

作成したいオブジェクトを，カメラで認識された空間上に配置する．このとき，オブジェクトの座標は，TMS空間の座標(ワールド座標)に基いて設定されるため，座標に沿って設置されたタイルカーペットやテーブルなどを目安に配置する．

このとき，Trackerの3D画面にオブジェクトの反射マーカーが表示されていることが確認できる．

4.3 マーカの選択と作成

以下より，Tracker画面上で実際にオブジェクトを作成．

1. 配置したオブジェクトのマーカーが，3D画面に表示されていることを確認
2. OBJECTSタブのポーズボタンをクリック(カメラを一時停止)
3. 作成するオブジェクトのマーカー対象を右クリックで選択
4. OBJECTSタブ最下部のCREATE OBJECT:でオブジェクト名を入力し，CREATEをクリック

オブジェクトの作成は完了．

4.4 オブジェクトの編集

• マーカー名の変更
  OBJECTSタブのオブジェクトを展開(▼)すると，マーカー名の編集が可能になる．

• 原点の編集
  デフォルトでは全マーカーの中心にXYZ座標軸の原点が配置されている．原点の位置を変更したい場合，左クリックでドラッグすることで座標軸を直接移動させることができる．また，各マーカーを予め選択しておくと，グリッドに従って座標軸の位置を移動させることができる．

また，作成したオブジェクトは，".vsk"ファイルとして管理される．

5. データの利用

vicon_streamとtms_db_writerの実行

rosrun tms_ss_vicon vicon_stream  

roslaunch tms_db_manager tms_db_manager.launch

Vicon Trackerで取得したデータは，ros_tmsのTopicにストリームされ，データベースに逐次書き込まれる．

Topic /tms_db_data

Type: tms_msg_db/TmsdbStamped  
  
Publishers:  
 * /vicon_stream  
  
Subscribers:  
  /tms_db_writer  

Clientとして/tms_db_reader/dbreaderに要求すれば，キャプチャしたオブジェクト情報が得られる．