Entwicklung eines markerbasierten Motion Capturing-Systems f ̈ur Echtzeitanwendungen

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein optisches, markerbasiertes Motion Capturing-System entwickelt. Ziel war es, die Motion Capturing-Technologie, speziell das Human Motion Capturing, in diversen Projekten einfacher nutzbar zu machen. Bei der Entwicklung des Systems wurde besonderer Wert auf die Wiederverwendung bereits vorhandener Komponenten gelegt. Als Basis wurde das am ZGDV entwickelte optische Tracking-System EOS verwendet. Es ist in der Lage, mit nur zwei Kameras und einem handelsüblichen Personal Computer die Position und die Orientierung von starren Modellen zu erfassen. Die Modelle sind dazu mit retroreflektierenden Markern bestückt. Um die Bewegungen eines Akteurs zu erfassen, werden Kopf und Körper mit starren Modellen nachgebildet. An Armen und Beinen werden einzelne Marker angebracht. Position und Orientierung der Modelle werden von EOS erkannt. Arme und Beine werden über den Einsatz eines Kugelschalenmodells erfasst. Das als Erweiterung von EOS entwickelte MoCap-Modul stellt aus den erfassten Positionsdaten eine Skelett-Datenstruktur zusammen. Dabei wird mit Hilfe von inverser Kinematik eine Glättung der Armbewegungen erzielt. Um für Echtzeitanwendungen ständig eine komplette Skelettstruktur zur Verfügung zu stellen, verfügt das System über eine Datenstruktur, die es ermöglicht, nicht erkannte Gelenkpositionen mit Vergangenheitsdaten zu ergänzen.