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OptiTrackカメラでの計測なら3次元化が可能な原理
2016.12.23
3次元化の原理
モーションキャプチャのカメラで認識されるのは、カメラから平面として見えるマーカーの位置（2次元座標）です。「キャリブレーション」（詳細は下記）により、複数台のカメラの互いの位置と角度が定義され、そのキャリブレーション情報と各カメラの2次元座標の情報を組み合わせることにより、3次元座標が算出されます。
エピポーラマッチング
カメラで認識されたマーカーの位置（2次元座標）と「キャリブレーション」で定義されたカメラパラメータ（空間上の位置と姿勢）から三角測量の原理で3次元座標を計算します。
カメラ平面の座標から3次元空間上に仮想の垂線を引き、別のカメラ平面からの仮想垂線との交点を見つける事で3次元位置を特定します。この原理を「エピポーラマッチング」といいます。
キャリブレーション（校正）方法
キャリブレーションとは、複数台のカメラの互いの位置と角度、および原点と座標軸を定義することです。まず、ワンド（または、キャリブレータ）といわれる3つのマーカーが一列に並んだもので、空間のキャリブレーションを行います。ソフトウェアにその3つのマーカーの位置（左と右のマーカーの距離と中央と左右いずれかのマーカーの距離）を入力します。カメラを配置した後、そのキャプチャボリューム（カメラで囲まれた空間）内で、ワンドを振り回します。これでカメラ平面の位置と角度がソフトウェアで自動的に計算されます。
続いて、グランドプレーン（またはキャリブレーションスクエア）といわれるL字型にマーカーが配置された治具で、空間の原点とXYZの軸を定義します。キャプチャボリューム上の原点にしたい位置、座標軸の向きにグランドプレーンを置いて、ソフトウェアに認識させます。
この2つの定義で、キャリブレーションは完了です。
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