3D Rigid Body Tracking Algorithm Using 2D Passive Marker Image

2D 패시브마커 영상을 이용한 3차원 리지드 바디 추적 알고리즘

  • Published : 2022.05.26

Abstract

In this paper, we propose a rigid body tracking method in 3D space using 2D passive marker images from multiple motion capture cameras. First, a calibration process using a chess board is performed to obtain the internal variables of individual cameras, and in the second calibration process, the triangular structure with three markers is moved so that all cameras can observe it, and then the accumulated data for each frame is calculated. Correction and update of relative position information between cameras. After that, the three-dimensional coordinates of the three markers were restored through the process of converting the coordinate system of each camera into the 3D world coordinate system, the distance between each marker was calculated, and the difference with the actual distance was compared. As a result, an error within an average of 2mm was measured.

본 논문에서는 다수의 모션 캡처 카메라의 2D 패시브마커 영상을 이용한 3차원 공간에서의 리지드 바디(Rigid Body) 추적 방법을 제안한다. 1차로 개별 카메라의 내부 변수를 구하기 위해 체스보드를 이용한 칼리브레이션 과정을 수행하고, 2차 보정 과정에서 3개의 마커가 있는 삼각형 구조물을 모든 카메라가 관찰 가능하도록 움직인 후 프레임별 누적된 데이터를 계산하여 카메라간의 상대적인 위치정보의 보정 및 업데이트를 진행한다. 이 후 각 카메라의 좌표계를 3D월드 좌표계로 변환하는 과정을 통해 3개 마커의 3차원 좌표를 복원하여 각 마커간 거리를 계산하여 실제 거리와의 차이를 비교한 결과 2mm 이내의 오차를 측정하였다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2021년도 정부(교육부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업임(NRF-2018R1D1A1B07043220)