artecLab - Universität Bremen

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