Optické snímání pohybu

Abstract

Práce se zabývá optickým snímáním pohybu pomocí levných webkamer. Mapuje možnosti připojení více kamer k jednomu počítači a čtení obrazových dat pomocí rozhraní Video4Linux pro operační systém Linux. Dále se podrobě zabývá algoritmy kalibrace kamer, Direct linear transformation a Tsai kalibrací. Navrhuje a implementuje systém optického snímání pohybu, ke kalibraci využívá externí implementaci Tsai kalibrace Rega Willsona [5]. Součástí systému je popis kalibrační scény, postup poloautomatického získávání kalibračních dat, synchronizace a ukládání dat z více kamer připojených k počítačům umístěných v lokální síti. Následný postprocessing, rekonstruující 3D souřadnice značek, ukládá naměřená data do standardního translačního formátu trc.

Main thema of the thesis lies in optical motion capture algorithms and their usage with cheap webcameras. Multiple cameras connected to a single computer are taken into account, while using Video4Linux on the Linux operating system for reading image data. Two camera calibration algorithms are inspected in detail: Direct Linear Transformation and Tsai calibration. Practical part of the work deals with design and implementation of an optical motion capture system, using Reg Willson's implementation [5] of Tsai calibration. Documentation for the system contains description of calibration scene, semiautomatical procedure of retrieving calibration data, synchronization and storing data from multiple devices available on a local network. Final reconstruction of marker's 3D coordinates uses standard translational format TRC.