OptiTrack３次元の原理とキャリブレーション

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」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。

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。

カ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。

上記のキャリブレーションが終われば、即座に計測できますが、１点注意点がございます。各カメラの相対位置をキャリブレーションしておりますので、カメラが揺れると誤差につながります。

※カメラが相対的に同じ揺れ方をすれば計測は可能！