来自Wiki
跳转至: 导航搜索
Main PageMotive DocumentationCalibration

页面范围

此页面提供了有关相机系统校准的详细说明。

概述



与许多其他测量系统一样,校准对于光学动作捕捉系统也是必不可少的。在摄像机校准期间,系统会计算每个摄像机的位置和方向以及捕获图像中的扭曲量。使用校准数据,Motive构建3D捕获体。具体地,这通过观察来自多个同步相机的2D图像并通过三角测量将来自每个相机的已知校准标记的位置相关联来完成。请注意,如果在捕获过程中摄像机设置发生任何变化,则需要重新校准整个系统以适应变化。此外,即使设置没有改变,由于环境因素,例如温度波动和其他环境条件,校准精度自然会随着时间而恶化。从而获得准确的结果。

Info2.png

Duo / Trio 跟踪杆:Duo / Trio跟踪杆是自包含的,并在装运前进行预校准; 因此,不需要用户校准。请参阅:跟踪栏坐标系

校准的一般步骤


  1. 准备并优化捕获设置。
  2. 在“相机预览”窗格中,单击清除现有蒙版View2D ClearMask 1.11.png
  3. 打开校准窗格,然后使用“ 蒙版可见”来遮盖无法从捕获体中移除的无关反射。
  4. 收集校准样品:Wanding。
  5. 计算并查看校准结果。
  6. 设置地平面。

Info2.png

默认情况下,Motive将启动校准布局,其中包含校准过程所需的窗格。也可以通过单击右上角的校准布局Icon CalibLayout.png或使用Ctrl + 1 热键来访问此布局。

准备和优化安装程序


用于校准的系统设置应保持不变。如果在校准后更改了摄像机设置,则系统可能需要重新校准。为避免此类不便,在校准之前优化硬件和软件设置非常重要。首先,需要适当地放置和配置相机以完全覆盖捕获体。其次,每个摄像机必须牢固安装,以便在捕获期间保持静止。最后,Motive用于校准的相机设置理想情况下应始终保持不变。如果对影响数据采集的设置有任何重大修改,例如相机设置、增益设置和滤镜切换器设置,则需要重新校准。如果修改了这些设置。

掩蔽


2D相机预览中可用的蒙版工具。

在校准之前,理想地从捕获体积中去除所有外来反射或不必要的标记。事实上,如果摄像机视图中存在校准棒以外的反射太多,系统将拒绝校准。但是,在某些情况下,无法从设置中删除不需要的反射或环境干扰。在这种情况下,可以使用掩蔽工具忽略这些不相关的反射。此工具将红色遮罩应用于从2D摄像机视图看到的外部反射,并且遮罩区域中的所有像素都被完全滤除。当阻止无法从设置中删除的不需要的反射时,这非常有用。在进行wanding之前,使用遮罩工具移除任何无关的反射。

应用蒙版


校准窗格2D摄像机预览窗格View2D AutoMask 1.11.png中的“蒙版可见”功能会自动检测2D视图中存在的所有现有反射物,并在其上进行遮罩。如果需要,可以通过绘制View2D PencilMask 1.11.png,选择矩形区域View2D RectMask 1.11.pngView2D CircularMask 1.11.png使用蒙版工具选择图像中的圆形区域来手动创建蒙版,也可以通过在加法/减法蒙版模式之间切换(View2D AddMask 1.11.png加或View2D RemoveMask 1.11.png减)来减去蒙版。

警告


使用屏蔽功能时应该小心,因为屏蔽像素会从2D数据中完全过滤掉。换句话说,将不收集掩蔽区域中的数据用于计算3D数据,并且过度使用掩蔽可能导致数据丢失或频繁的标记遮挡。因此,在使用掩蔽工具之前,必须取出或覆盖所有可移除的反射物体。从视图中移除或屏蔽所有反射物后,继续进行该过程。


无关的反射 掩蔽应用
Calib masking.png Calib masking2.png
视图中的跟踪标记 掩蔽掩盖了标记
Calib masking3.png Calib masking4.png

Wanding


Motive中的校准窗格。

Wanding过程是将校准数据采样到Motive的核心管道。校准棒反复在相机前面挥动,允许所有相机看到标记。通过该过程,每个相机捕获样本帧以便计算它们在3D空间中的相应位置和方向。有许多校准棒适合不同的捕获应用。

Wanding步骤


  1. 在OptiWands部分下,指定您将用于校准音量的棒。在这里输入匹配的棒尺寸非常重要。如果为Motive提供了错误的尺寸,则校准的3D体积将被错误缩放。
  2. 设置校准类型。如果要校准新的捕获量,请选择“ 完全校准”。
  3. 仔细检查校准设置。确认后,按Start Wanding启动wanding过程。
  4. 开始w .. 将校准棒放入捕获体积,然后轻轻地将棒挥动整个捕获体积。用魔杖绘制图8以收集不同方向的样本,并覆盖尽可能多的空间以进行充分采样。如果您希望开始在体积内校准,请覆盖其中一个标记并将其暴露在您想要开始瞄准的任何位置。当至少两个摄像机检测到所有三个标记而体积中没有其他反射时,将识别该棒,并且Motive将开始收集样本。Wanding trail将在2D视图中以颜色显示。显示过程进程状态的表格将显示在“校准”窗格中以监控进度。为获得最佳效果,请在整个体积内均匀,全面地扫描音量,包括低高度和高高度。
  5. 收集足够数量的样品后,按“ 校准”部分下的“ 计算”按钮。
收集的2D相机预览中显示的wanding样本。

在整个物体的所有区域中进行Wanding后,请参阅Camera Preview Pane中的每个2D视图以评估单个摄像机的覆盖范围。每个相机都应该用标定杆样品彻底覆盖。如果存在任何较大的间隙,请尝试将警惕集中在那些区域以增加覆盖范围。当每个摄像机收集到足够数量的校准样本时,按校准窗格中的计算,Motive将开始计算捕获体积的校准。通常,2,000 - 5,000个样本就足够了。

Info2.png

Wanding技巧

  • 避免挥动标定杆太快。这可能会引入不良样品。
  • 在wanding时避免穿反光衣服或配件。这会引入外来样品,这会对校准结果产生负面影响。
  • 尽量不要收集超过10,000的样品。额外的样品可能会对校准产生负面影响。
  • 尝试收集覆盖每个摄像机视图的不同区域的wanding样本。Prime摄像机上的状态指示灯可用于监控各个摄像机的样本覆盖范围。
  • 虽然收集整个体积的样本是有益的,但有时在需要更多跟踪的目标区域附近收集更多样本是有用的。通过这样做,校准结果将在特定区域具有更好的准确度。

Info2.png

标记标记模式 执行校准焊接时,请确保将标记标注模式设置为默认的无源标记设置。此设置可在应用程序设置:应用程序设置 → 实时重建选项卡→ 标记标注模式下找到。在一种活性标记物标记模式中存在已知的萎缩问题。这适用于无源标记校准棒和红外LED棒。

Prime系列:LED指示灯环


对于Prime系列相机,LED指示灯环显示Wanding过程的状态。一旦启动了wanding,LED环将变暗,然后当相机从校准棒收集样本数据时,绿色环将在环周围填满。最终,当收集到足够量的样品时,环将充满绿光。如果相机检测到校准棒,则单个LED将呈蓝色亮起,蓝色灯的时钟位置将指示“相机预览”窗格中相应的棒位置。

校准期间Prime 17W的LED指示环。 校准期间检测到棒时,Prime 17W的LED指示灯环。

校准结果


收集到足够的标记样品后,按“计算”以使用收集的样品进行校准。校准计算所需的时间取决于设置中包含的摄像机数量以及采集的样本量。单击计算后,样品窗口将立即变为求解器窗口。它将在顶部显示求解器阶段,然后显示总体结果评级和整体质量选择。总体结果评级是音量中任何一台摄像机的最低评级。整体质量选择显示当前的求解器质量。

Info2.png

可以查看记录详细信息以记录Takes。选择采取在数据窗格,以及相关的校准结果将在下方显示的属性窗格。此信息仅适用于Motive 1.10及更高版本中记录的Takes

校准结果报告


完成计算后,将弹出校准结果报告,并显示有关校准的详细信息。校准结果与平均误差直接相关,并将更新,校准结果等级(按从最差到最好的顺序):差,公平,良好,优秀,优秀和特殊。如果结果可以接受,请按“应用”以使用结果。如果没有,请按取消并重复该过程。建议保存校准文件,以备日后使用。

  • 校准结果弹出窗口。
  • “2D相机预览”窗格显示镜头扭曲以及校准结果。

校准结果报告

类别 描述
总体再投影 显示校准产生的总体2D和3D重投影误差值。
最差的相机 显示校准中最高的2D和3D重投影误差值。
三角 三角测量部分显示残余偏移值的校准结果。较小的残差意味着更精确的重建。
  • 推荐:点云重建的建议最大残差偏差。
  • 残差平均误差:校准的平均残差。
整体标定杆错误 在整个wanding过程中显示检测到的棒长度的平均误差值。
光线长度 显示每个摄像头的建议最大跟踪距离或光线长度。

校准结果报告


计算完成后,您将看到Motive的3D视图窗格中显示的摄像头。但是,Motive中构造的捕获体还不会与坐标平面对齐。这是因为没有设置地平面。如果校准结果可以接受,请继续设置地平面。

  • 接受校准结果后,在3D预览视图上显示该Wanding路径。
  • 校准摘要。

校准摘要

类别 描述
总体结果 评分校准结果的质量。
最大误差(px) 显示校准的最大重投影误差。
最小误差(px) 显示校准的最小重投影误差。
平均误差(px) 显示校准的平均重投影误差。
棒错误(mm) 在整个wanding过程中显示检测到的棒长度的平均误差值。
计算时间 在显示总计算时间。

地平面和原点


“校准”窗格下的地平面选项卡。

校准过程的最后一步是设置地平面和原点。这可以通过将校准方块放在您的体积中并告诉Motive校准方格所在的位置来实现。将校准方块放置在您希望原点所在的体积内,并将地平面调平到。在Motive中设置坐标系时,将参考校准方块的位置和方向。对齐校准方块,使其参考所需的轴方向。

校准方块上的较长腿将指示正z轴,较短腿将指示正x轴的方向。因此,正y轴将在右手坐标系中自动向上指向。下一步是使用校准方块上的水平指示器确保方向与地面水平。如果需要进行任何调整,请旋转标记下方的nob以调整校准方块的平衡。

如果要在捕获后调整全局原点的位置和方向,可以从校准窗格应用捕获体转换和旋转。在应用修改之后,必须从记录的2D数据重建新的3D数据集。

  • Cal Sqaure放置在捕获量中。
  • “2D相机预览”窗格显示镜头扭曲以及校准结果。

确认校准方块已正确放置后,从校准窗格中打开“ 接地平面”选项卡。在3D透视视图中选择三个校准方形标记。选择标记后,按设置地平面以相对于校准方格重新定向全局坐标轴。设置地平面后,Motive将要求保存校准数据CAL。

Info2.png

Duo/Trio:跟踪条的全局原点可以使用校准方块和Motive中的坐标系统工具进行调整。有关更多信息,请参阅跟踪栏坐标系统页面

垂直偏移


CS-400校准方块的垂直偏移

“校准”窗格中的“垂直偏移”设置用于补偿校准方块上标记中心与实际地面之间的偏移距离。定义此值会考虑偏移距离,并将全局原点设置为略低于标记。因此,该值应对应于标记的中心与校准方块的顶点处的最低尖端之间的实际距离。当校准方块时在Motive中检测到它,它将识别所用方形的类型并自动设置偏移值。如果要将地平面放置在特定高度,也可以使用此设置。正偏移值将平面置于标记下方,负值将平面置于标记上方。

地平面细化


地平面细化功能用于改善坐标平面的平整度。要细化地平面,请在地面上放置几个已知半径的标记,并将垂直偏移值调整为相应的半径。然后,您可以在Motive中选择这些标记并按细化地平面,它将使用每个标记的位置数据优化平面的平整。当为大体积物体建立地平面时,此功能特别有用,因为整个平面的表面可能不完全均匀。

请注意,每当系统设置发生更改时,这些校准文件将不再相关,系统将需要重新校准。

精炼校准


连续校准


连续校准功能可持续监控并优化摄像机校准,使其达到最佳质量。启用后,可以自动调整相机系统设置的轻微失真,而无需再次扫描音量。换句话说,您只能校准一次摄像系统,您将不再需要担心外部扭曲,例如振动,摄像机支架上的热膨胀或摄像机上的小位移。有关详细信息,请阅读连续校准页面。

启用/禁用连续校准

可以在“ 应用程序设置”的“ 重建”选项卡下启用连续校准。

连续校准被禁用。

连续

在此模式下,启用连续校准,Motive不断优化摄像机校准。此模式仅适用于微小变化,例如振动,热膨胀或摄像机位置和方向的微小漂移。

连续+凸轮相机

此功能还允许Motive持续监控系统校准。与标准连续校准不同,此模式可以调整系统校准,以使摄像机的位置和方向发生剧烈变化。如果您的摄像机移位很多,请将此设置设置为凸起的摄像机模式,Motive将适应更改并重新定位撞击的摄像机。要保持校准质量,只需使用连续模式。

连续架空网格

此模式的行为与连续模式类似。但是,此模式不需要所有摄像机都能看到标记来更新校准,从而允许在架空网格设置上使用连续校准。

离线校准


在整天捕获时,温度波动可能会降低校准质量,您需要在一天中的不同时间重新校准捕获量。然而,重复整个校准过程可能是繁琐且耗时的,尤其是在高摄像机计数设置的情况下。在这种情况下,您可以使用棒波和校准方块记录Takes,而不是重复整个校准过程,并使用take在后处理中重新校准体积。此离线校准可以在捕获日保存校准计算时间,因为您可以在后处理中处理记录的wanding。此外,用户可以检查收集的捕获数据并决定重新校准记录的Take 只有当从捕获中看到任何降低校准质量的迹象时。

离线校准步骤

1)捕获wanding /地平面。在一天的不同时间,记录wanding与校准wanding过程非常相似。同时记录相应的地平面Takes,在体积中设置校准方形以定义地平面。

Info2.png

无论何时校准系统,校准Wanding文件都会被保存,并可用于通过离线校准过程重现校准文件

2)加载录制的Wanding Take。如果您希望在播放期间重新校准摄像机以捕获Takes,请加载大约在同一时间录制的扫描摄像机。
3)动机:校准窗格。在编辑模式下,按Start Wanding。将加载来自记录的2D数据的wanding样本。
4)动机:校准窗格。按计算,等待计算过程完成。
5)动机:校准窗格。应用结果并导出校准文件。文件选项卡 → 导出摄像机校准。
6)加载录制的地平面拍摄
7)打开保存的校准文件。将Ground Plane Take加载到Motive中,打开导出的校准文件,并将保存的摄像机校准应用于地平面拍摄。
8)动机:透视图。从Ground Plane Take的 2D数据中,选择校准方形标记。
9)动机:校准窗格:地平面。 设置地平面。
10)动机:透视图。切换回实时模式。记录的Take现在重新校准。


部分校准


部分校准功能允许您更新系统中某些选择的摄像机的校准。此功能的工作方式是更新所选摄像机相对于已校准摄像机的位置。这意味着只要至少有一个未选择的相机也可以看到魔杖样本,您只需要在所选摄像机前面使用魔杖。

此功能对于高摄像头数系统尤其有用,您只需要调整几个摄像头而不是重新校准整个系统。进入这种情况的一种常见方法是撞到一个摄像头。部分校准允许您快速重新校准现在不合适的单个凸起相机。此功能对于需要在不改变接地平面位置的情况下进行校准的人员也很有用。地平面不需要重置的原因是因为只要存在至少一个未选择的相机,Motive就可以使用该相机来保持地平面相对于相机的位置。

部分校准步骤

  1. 设备窗格中,选择已移动或添加的摄像机。
  2. 打开校准窗格
  3. 设置校准类型:在大多数情况下,您需要将其设置为“ 完全”,但如果相机仅稍微移动,则Refine也可以。
  4. 指定魔杖类型。
  5. 校准窗格中,单击Start Wanding。将出现一个弹出对话框,指示仅校准选定的摄像机。
  6. 从对话窗口中选择Calibrate Selected Cameras。
  7. 将校准棒挥动主要在所选摄像机的视图内。
  8. 单击“计算”。此时,只有选定的摄像机才会更新其校准。

笔记

  • 此功能依赖于未选择的摄像机处于良好校准状态的事实。如果未选择的摄像机未校准,则使用此功能将返回错误校准。
  • 部分校准不会更新未选择摄像机的校准。但是,Motive提供的校准报告确实包括接收选定或未选择样本的所有摄像机。
  • 部分校准过程还可用于将新相机添加到现有校准上。在这种情况下使用完全校准类型。

有源LED校准


OptiTrack运动捕捉系统旨在追踪反光标记。但是,也可以通过适当的定制跟踪有源LED标记。如果您希望使用有源LED标记进行捕获,理想情况下需要使用有源LED棒校准系统。有关有源LED跟踪的更多详细信息,请联系我们

有源LED校准


问答


故障排除


>问:跟踪测量似乎缩放不正确。例如,我看到两个标记之间的距离为2米,实际距离仅为1米。


答:错误地跟踪测量比例可能是因为捕获量是使用不匹配的校准棒校准的。在这种情况下,请确保在OptiWand设置下指定了正确的棒。

>问:在扫描过程中未检测到校准棒。


答:这可能有两个主要原因。这可能是因为校准棒上的标记已从预期位置移位,或者因为标记表面已被划伤或损坏。在这种情况下,Motive将无法检测校准棒,因此,始终尝试保持校准棒标记不受影响且不失真。

如果校准棒上的标记已损坏,请与我们联系以更换它们。

>问:校准结果返回不良结果


答:

  • 确保你不是太快了。如果棒移动得太快,捕获的标记的质心将不足以进行校准。
  • 去除在wanding期间可能出现的所有间歇性外部反射。这些反射会将错误数据引入样本,并不利地影响整体校准。这通常也是由正在使用的人穿着的反光配件引入的。记住这一点,删除/掩盖所有无关的反射。
  • 避免收集太多样本。所需的样本数量将根据系统规格而有所不同,但如果收集的样本太多


一般的问题


>问:是否可以使用不同的相机校准文件重建一组新的3D数据?


答:是的,这是可能的,但请注意,只有在摄像机设置保持不变时才合理。您可以通过以下步骤执行此操作:

  1. 从先前记录的Take或新的校准中导出校准(.cal)文件。
  2. 打开已包含您要更新的旧校准文件的录制的Take
  3. 加载从第一步导出的新校准文件。
  4. 执行重建和自动标记。获得的3D数据将反映新的相机校准。

>问:哪种校准棒尺寸合适?


答:通常,较小的校准棒适用于校准较小的体积,较大的校准棒适用于校准较大的体积。


模板:BackNext