安上 3 張硬紙板后,不忍直視的壯漢撒嬌立馬對味兒了:
沒錯,就是這樣平平無奇的紙板:
這樣一個看上去分分鐘就能 DIY 出來的紙板,居然能用來捕捉動作?
沒錯,不僅能,而且質量相當可以 —— 通過這種全身跟蹤技術生成的虛擬模型十分靈活,玩?zhèn)€《節(jié)奏光劍》毫無問題:
這就是基于視覺定位系統,AprilTag 所實現的 VR 全身跟蹤系統。
整個項目開源免費,設置流程也非常簡單:
(基本所有的連接和校對工作,全都可以用 GUI 界面快速完成)
那么接下來,就來一起看看這款 VR 全身追蹤器的使用方法吧。
Apriltag 實現全身跟蹤
首先,我們需要打印這樣一張圖片:
這張看上去像是簡化版二維碼的圖片,其實是包含了不同 ID 的特定標簽。
將這種 Tag 放在待檢測對象身上后,Apriltag 就能檢測并返回其 ID,再計算得到 Tag 與相機之間的相對位置,最終達到定位的目的。
所以,我們將這張 Tag 圖片打印出來,并沿紅線剪開,沿藍線折疊,再粘貼在硬紙板上。
最終就制成了 3 個簡易的跟蹤器:
接下來安裝 SteamVR 驅動程序:
安裝完成后,先在電腦上運行 Apriltag 追蹤器:Start _ apriltagtrackers.bat。
這時,根據你的需求設置特定的攝像頭參數。
比如輸入高度或寬度參數來控制攝像頭窗口的大小,或設置相機的曝光度。
緊接著就是校準攝像機。
當攝像機窗口打開時,慢慢移動相機,使其每隔幾秒就從不同角度拍攝一張圖片:
在校對的圓點為紫色,并且網格也盡量穩(wěn)定地分布在整個圖像之上時,攝像機校對就完成了。
然后在兩腿及臀部穿戴好設備,開始校對追蹤器:
其中黃色表示正在添加,紅色表示不能添加,綠色標記表示已經添加。
在確保自己穿戴的所有跟蹤器都被以綠色標記后,準備連接到 SteamVR:
連接完成,現在我們終于可以進入 VR 世界了!
Apriltag 定位原理
那么,這個幫我們實現了全身跟蹤的 AprilTag 到底是什么?
這是由密歇根州立大學的 April 實驗室于 2011 年開發(fā)的一款視覺定位系統。
▲ 圖源 Apriltag 官網
而名字中的 Tag 則是一種擁有單一 ID 的視覺定位標志符。
官方提供預先生成的 Tag 圖像,用戶也可以使用官方工具 AprilTag-generation 自己生成 Tag。
而 AprilTag 算法的主要內容則包含邊緣檢測、四邊形檢測,以及對 Tag 的編解碼:
對于這一系統,April 實驗室到目前為止共發(fā)表了 4 篇論文,其中最近的一篇發(fā)表在 2019 年的 IROS 上:
這篇論文描述了一種比 AprilTag 2 和 ArUco 更快的檢測器,在保持精度的同時,還擁有更高的召回率。
同時也提出了一種允許非方形形狀(如圓形、環(huán)形)的更加靈活的 Tag 布局。
現在,AprilTag 正廣泛應用于 AR/VR、機器人、相機校準領域。
下載:
https://github.com/ju1ce/April-Tag-VR-FullBody-Tracker
演示:
https://www.youtubemy.com/watch?v=Akps-dH0EeA
教程:
https://www.youtube.com/watch?v=vhTF5ECTpKc
Apriltag 官網:
https://april.eecs.umich.edu/software/apriltag.html
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