artecLab - Universität Bremen
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3. Sensorik und Aktorik 72<br />
So musste eine Selbstbau-Lösung entwickelt werden,<br />
die das Tracking eines Zauberstabes in einem<br />
Raum ermöglicht.<br />
Es wurde beschlossen, dieses durch den Einsatz<br />
von Webcams zu realisieren. Die Webcams erkennen<br />
die Zauberstabposition und -lage unter Zuhilfenahme<br />
einer Bilderkennungssoftware.<br />
Hierzu sollte der Zauberstab mit Infrarotdioden<br />
ausgestattet werden, die in einem bestimmten<br />
Muster am Stab befestigt werden sollten, um<br />
dann eine eindeutige Lageerkennung zu gewährleisten.<br />
3.3.3 Bilderkennung I<br />
Als Vorbild zur Lageerkennung diente das AR-<br />
Toolkit, welches bestimmte Muster auf einer<br />
Musterkarte erkennen kann, einem bestimmten<br />
Objekt zuweist und dieses schließlich mit<br />
OpenGL auf das Realbild projiziert.<br />
Das AR-Toolkit wurde jedoch nicht auf die gewünschten<br />
Bedürfnisse angepasst, da es sehr<br />
komplex aufgebaut ist und sehr viele Ressourcen<br />
verbraucht. Eine geeignete Anwendung muss sehr<br />
schlank und schnell gehalten werden, sodass sie<br />
nicht zu stark mit der Cave-Engine um die Prozessorleistung<br />
konkurriert. So wird bei der aktuellen<br />
Version der Bilderkennung eine von Microsoft<br />
frei zum Download zur Verfügung gestellte<br />
Software-Bibliothek genutzt, die VisSDK.<br />
Diese Bibliothek stellt eine einfache Schnittstelle<br />
zur Ansteuerung von Webcams zur Verfügung,<br />
mit der die Bilder mit wenig Aufwand direkt von<br />
der Kamera in ein Programm geladen und dort<br />
weiterverarbeitet werden können. Die Bilddaten<br />
müssen dann nur noch nach dem gesuchten Objekt<br />
durchsucht werden und entsprechend über<br />
UDP an die Engine weitergegeben werden.<br />
3.3.4 Webcamposition<br />
Zunächst sollte der Zauberstab als Objekt im Cave<br />
erkannt werden. Da sich der Anwender des<br />
Stabes jedoch frei im Raum drehen können sollte,<br />
musste der gesamte Raum durch mehrere Kameras<br />
abgedeckt werden, die dabei in den Cave<br />
hineinsehen, so dass sich die Zahl der Kameras<br />
nun auf vier erhöhte. Die Berechnung der Position<br />
ist durch die perspektivische Verzerrung bei<br />
der Nutzung einer Kamera bereits enorm hoch.<br />
Deshalb musste der Gesamtaufbau noch einmal<br />
überdacht werden.<br />
Der Zauberstab wurde durch einen Laserpointer<br />
ersetzt, mit dem auf die Cavewände gezielt werden<br />
muss. Die Kameras wurden nun außerhalb<br />
des Caves positioniert, um den vom Laserpointer<br />
auf der Cavewand projizierten Laserpunkt zu<br />
erkennen. Dadurch wird die vorher ausserordentlich<br />
komplizierte Bilderkennung sehr vereinfacht,<br />
da nun nur noch der Punkt auf einer zweidimen-