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构建一个属于自己的VR位置跟踪器

查看: 1260| 评论: 4 2017-4-18 03:32 PM| 发布者: PeckBang |原作者: 52VR

今天我将向您展示如何使用和改进3D位置跟踪器的主要组件,以改善您的VR体验:相机。

相机基于来自Charmed Labs的CMUcam5,它是可以输出2D坐标的位置跟踪相机。


组件相机:为您的VR构建3D位置跟踪器

为什么选择这台相机?

我已经测试了几乎所有的替代品,第一个原型是基于Raspberry Pi相机,2D位置跟踪是使用OpenCV图像库在Raspberry上进行的。我曾经还利用FreeTrack使用wiimote sensor和很多其他标准的HD webcam,没有一个适合。

您可以在亚马逊上花69美元订购此相机。


CMUcam5的引擎盖下面的信息

多点跟踪(适用于多个用户)

640 * 480 @ 50FPS

1280 * 800 @ 30FPS

镜头视野:水平75度,垂直47

电压:512V

功耗:140mA

开源(硬件和固件)

可移动光学


我们找到了相机,我们要准备什么?

这个相机很合适,但是我们必须添加一些东西来使它变得很适合。 我们需要做这些:

1.了解你的相机

2.去除红外阻挡物进行过滤

3.加红外线滤光片

4.更新固件

5.做个方案


(1)了解你的相机


了解你的相机如何工作,它如何记录实物,以及它呈现的效果非常重要。

我不会对这个相机介绍很多,因为Charmed Labs的人已经对他们的产品介绍的非常详细了。


这是主要网站 http://www.cmucam.org/

下面是快速启动页面,首次使用可以对您的相机进行设置。

http://www.cmucam.org/projects/cmucam5/wiki/Introduction_and_Background

http://www.cmucam.org/projects/cmucam5/documents

使用相机播放,将其连接到计算机,并尝试获取图像。

(2)去除红外阻挡物进行过滤

如您在上面的视频中看到的,相机会根据颜色跟踪对象。经过一番测试,我发现颜色跟踪对我们的应用来说不够好,因此我们必须改进跟踪。我们将要做的是:我们将跟踪红外线,而不是跟踪颜色。红外光是波长约940nm的光,人类看不到。红外线通常用于遥控器中。

我们的眼睛不能看到红外线,但几乎任何相机都可以看到。不幸的是,在大多数情况下,我们不想用相机看到红外线,所以镜头上装有一个红外阻挡滤光片。 CmuCam 5的镜头中具有这样的滤镜。我们必须删除那个过滤器!

我们可以使用不同的方法去除IR滤光片,例如进入镜头,直到胶水熔化。我通常是拿了一把螺丝刀,打破了镜头,然后清除了剩下的小块玻璃。

这是一步一步的做法:

1.从相机上取下镜头

2.找到IR滤镜。它在镜头的传感器侧,有一个红色的反射,如图所示。


组件相机:为您的VR构建3D位置跟踪器

3.用小螺丝刀打破过滤器。不要打太多,不然你会打破其他镜头。然后取出剩下的小块碎镜片。

(3)加红外线过滤器

现在,你的相机可以看到常见的光线和红外线。由于我们只跟踪红外线,我们可以添加一个滤除通常的光的过滤器,称为“红外线通过滤波器”。有了这个过滤器,相机只会看到红外线!跟踪效率会很多!

我相信你现在在想,“我要去哪里找到这样一个过滤器?”15年前以前很容易找到,今天会更复杂一些,下面是你要找的:


组件相机:为您的VR构建3D位置跟踪器

是的! 一个恶魔软盘!

因为当你打开一张软盘时,你看到下一张图片上有一个圆形塑料吗?它可以作为红外通过滤镜。 你只需要用一把剪刀在这个光盘上切一小圈,放在相机传感器和镜头之间,或者在镜头的末端就行了。


组件相机:为您的VR构建3D位置跟踪器


(4)更新固件

相机内部的固件用于检测黑色,而不是白色(IR)。所以我们必须更新固件。感谢IR-LOCK团队,已经有了一个特殊的固件。那些人在他们的无人机上使用Pixy摄像机,使用红外线进行目标跟踪系统,自动着陆等等!

下载,安装和配置新固件,请按照IR-LOCK入门页面上的说明2 - 6进行操作。

http://irlock.com/pages/startIRLOCKpixy

[2] 安装PixyMon软件:安装方法可以百度一下。请注意,PixyMon软件有多个版本。 我们建议您使用此处存档的PixyMon版本 (http://irlock.com/pages/archived-files)。

[3]上传IR-LOCK固件:使用此处提供的最新版本的IR-LOCK固件

(http://irlock.com/pages/archived-files)。这里提供了将固件上传到Pixy的说明。

(http://cmucam.org/projects/cmucam5/wiki/Uploading_New_Firmware)

*上传固件后,单击Action->Restore default parameter values

[4]聚焦镜头:点击Pixymon中的显示原始视频图标开始播放视频。旋转镜头,直到图像尽可能的清晰. 在此过程中,将Pixy指向强大的IR发射器(例如白炽灯泡)是非常有帮助的。然后,如果需要的话,您可以使用提供的(黑色)固定螺丝将镜头固定到位。

*最新版本的Pixy有一个塑料镜头座,比金属版本更轻,但它可能会导致镜头非常紧密的配合。 您可能需要使用扭矩以使其进/出。

组件相机:为您的VR构建3D位置跟踪器

不聚焦                                                                      聚焦

[5]开始跟踪:单击Action -> Default program开始检测白色IR斑点。使用标准的IRLED和硬币电池来创建IR目标。您应该会看到PixyMon中出现白框,它表示您的IR目标。如果您有平移/倾斜设置,您可以单击 Action -> Run pan/tilt demo。

组件相机:为您的VR构建3D位置跟踪器


[6]调整曝光设置:其他IR发射器的存在可能会导致错误的检测(例如当灯泡处于现场线路中时,或当闪光物体反射阳光时)。使用曝光设置来解释您的操作环境。点击Pixy顶部的白色按钮可以快速切换曝光设置,或者通过配置参数窗口输入曝光设置。如果您遇到许多错误检测,您可以尝试减少曝光设置。如果您的红外线目标不可见,您可以增加曝光设置。

组件相机:为您的VR构建3D位置跟踪器

增加曝光设置

弄完之后,你就可以开始玩红外跟踪。

(5)做个方案

这一步并不是必需的,但是我会给你所有的步骤和文件,为你的相机和无线模块做一个很好的例子。

这种情况是非常容易和低成本的。这不是最佳方案,但是最实用的,不需要任何工具(螺丝刀除外)。

该外壳由两片塑料制成,激光切割,用几个螺丝组装。


组件相机:为您的VR构建3D位置跟踪器

组件相机:为您的VR构建3D位置跟踪器

相机及其无线收发器夹在两个PVC部件之间,如下所示:


组件相机:为您的VR构建3D位置跟踪器

如果你从来没有进行任何激光切割,下面是我通常做的:

  1. 1.      登录SeeedStudio Laser cutting service

http://www.seeedstudio.com/service/index.php?r=lasercutting

  1. 2.      上传文件Case CAD

http://julesthuillier.com/wp-content/uploads/2015/10/CAD.zip(您必须做两次,一次为底,一次为顶)

3.完成指令(登录,传输),20美元不到就能买到5个方案


收到以后,你只需要找到一些长的螺丝就可以组装你的相机了!

(本文由52开发网轻轻整理编译,如需转载请注明来源及回链)




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