3张硬纸板DIY《节奏光剑》全身追踪器，免费开源可替代淘宝3000元套件

　　博雯发自凹非寺

　　安上 3 张硬纸板后，不忍直视的壮汉撒娇立马对味儿了：

　　没错，就是这样平平无奇的纸板：

　　这样一个看上去分分钟就能 DIY 出来的纸板，居然能用来捕捉动作？

　　没错，不仅能，而且质量相当可以——通过这种全身跟踪技术生成的虚拟模型十分灵活，玩个《节奏光剑》毫无问题：

　　这就是基于视觉定位系统，AprilTag 所实现的 VR 全身跟踪系统。

　　整个项目开源免费，设置流程也非常简单：

　　（基本所有的连接和校对工作，全都可以用 GUI 界面快速完成）

　　那么接下来，就来一起看看这款 VR 全身追踪器的使用方法吧。

　　Apriltag 实现全身跟踪

　　首先，我们需要打印这样一张图片：

　　这张看上去像是简化版二维码的图片，其实是包含了不同 ID 的特定标签。

　　将这种 Tag 放在待检测对象身上后，Apriltag 就能检测并返回其 ID，再计算得到 Tag 与相机之间的相对位置，最终达到定位的目的。

　　所以，我们将这张 Tag 图片打印出来，并沿红线剪开，沿蓝线折叠，再粘贴在硬纸板上。

　　最终就制成了 3 个简易的跟踪器：

　　接下来安装 SteamVR 驱动程序：

　　安装完成后，先在电脑上运行 Apriltag 追踪器：Start _ apriltagtrackers.bat。

　　这时，根据你的需求设置特定的摄像头参数。

　　比如输入高度或宽度参数来控制摄像头窗口的大小，或设置相机的曝光度。

　　紧接着就是校准摄像机。

　　当摄像机窗口打开时，慢慢移动相机，使其每隔几秒就从不同角度拍摄一张图片：

　　在校对的圆点为紫色，并且网格也尽量稳定地分布在整个图像之上时，摄像机校对就完成了。

　　然后在两腿及臀部穿戴好设备，开始校对追踪器：

　　其中黄色表示正在添加，红色表示不能添加，绿色标记表示已经添加。

　　在确保自己穿戴的所有跟踪器都被以绿色标记后，准备连接到 SteamVR：

　　连接完成，现在我们终于可以进入 VR 世界了！

　　Apriltag 定位原理

　　那么，这个帮我们实现了全身跟踪的 AprilTag 到底是什么？

　　这是由密歇根州立大学的 April 实验室于 2011 年开发的一款视觉定位系统。

△图源 Apriltag 官网

　　而名字中的 Tag 则是一种拥有单一 ID 的视觉定位标志符。

　　官方提供预先生成的 Tag 图像，用户也可以使用官方工具 AprilTag-generation 自己生成 Tag。

　　而 AprilTag 算法的主要内容则包含边缘检测、四边形检测，以及对 Tag 的编解码：

　　对于这一系统，April 实验室到目前为止共发表了 4 篇论文，其中最近的一篇发表在 2019 年的 IROS 上：

　　这篇论文描述了一种比 AprilTag 2 和 ArUco 更快的检测器，在保持精度的同时，还拥有更高的召回率。

　　同时也提出了一种允许非方形形状（如圆形、环形）的更加灵活的 Tag 布局。

　　现在，AprilTag 正广泛应用于 AR/VR、机器人、相机校准领域。

　　下载：

　　https://github.com/ju1ce/April-Tag-VR-FullBody-Tracker

　　演示：

　　https://www.youtubemy.com/watch?v=Akps-dH0EeA

　　教程：

　　https://www.youtube.com/watch?v=vhTF5ECTpKc

　　Apriltag 官网：

　　https://april.eecs.umich.edu/software/apriltag.html