Qualisys Track Manager For Motion Capture Systems User Manual 1 お問合せ先 株式会社モンテシステム 東京都千代田区神田佐久間町 3-17 TEL : 03-5823-0191 FAX : 03-5823-0190 e-mail : [email protected] URL : www.monte.co.jp 2 第 1 章 はじめに 発達観察室用３Ｄモーションキャプチャシステムについて Introduction 3D モーションキャプチャシステム ProReflex は、人・物の動 きを反射マーカを使い、そのマーカの位置座標を定量的に測定す るためのシステムです。 モーションカメラは蛍光灯や白熱灯と同様に、長時間注視を続け ると、目に影響を及ぼす可能性がございます。 そのため、長時間モーションカメラを注視する事は避けて下さい。 3 システムセットアップについて ソフトウェアのインストール インストーラ QTM_1_x_xxx.exe を起動し、 【Install Qualisys Track Manager】を選択。 インストールを始めて下さい。 図１(例：Ver,1.7.187) 次に、図２・３の手順でインストールを進めて下さい。 図２ 図３ インストールされた QTM を、Windows スタートメニュー/すべてのプログラム/QUALISYS/Q ualisys Track manager のショートカットから起動して下さい。 新しい PC に QTM をインストールした一番最初の時のみ、『User name』と『license Key』 を入力するウィンドウが起動します。 その際に、パッケージ、及び QUALISYS マニュアル（英語版）に表記された『User name』 と『license Key』を大文字・小文字、ハイフンなど全て使い分けて入力して下さい。 4 正確に入力されるとエラー表示無く、図４のようにソフトウェアが起動します。 図４ 以降は『User name』と『license Key』を再入力する必要はございません。 ライセンスキー入力に成功しましたら、ソフトウェアは一度終了させて下さい。 5 ハードウェアのインストール ハードウェア通信キット SEALEVEL PCI/PCMCIA を PC に挿入する前に、C:/Program Files/ Qualisys/Qualisys Track Manager/Drivers/SeaLevel より、ハードウェアインストーラ S S020529.exe を起動し、インストールを始めて下さい。 【参照：Upgrade Sealevel boards.pdf】 終了しましたら、一度 PC の電源を切り、PCI カードを PCI スロットに挿入して下さい。 ※PCMCIA カードをご利用の方は、電源を切らないでそのまま挿入頂けます。 カードを挿入して PC を起動すると、Plug-In Play で自動にドライバインストールが開始 されます。ドライバをインストールします。 ドライバインストール後、図５のコントロールパネルよりシステムを開き、図６ハードウ ェアタグ内のデバイスマネージャーを起動して下さい。 図５ 図６ 次に図７のポートより、ULTRA PC-SIO: PCMCIA RS-422/485 Serial Port をダブルクリッ クで開き、図８の ADVANCE タグを選択して下さい。 ADVANCE タグ内のチェック項目、及び数値に関して表記と同じ設定にし、OK をクリックし て終了して下さい。 図７ 図８ 6 次に赤外線カメラを接続します。 設置位置に赤外線カメラを固定し、各カメラに電源ケーブルを差し込みます。この時すべ てのカメラの電源は OFF にして下さい。 まず、１台目のカメラ裏面の図９DATA ポートに黄色い端子の DATA ケーブルを差し込み、 反対側は先ほどインストールした通信カードに接続して下さい。 図９ 次に、１台目：図９NEXT ポートより、設置された２台目の赤外線カメラの PREV.ポートへ、 ストレート LAN ケーブルを使用して接続します。 ２台目以降のカメラ接続に関しては、これを繰り返し、最後は PREV.ポートのみにケーブ ルが挿入されている状態となります。 カメラは最大３２台までの接続が可能です。 すべて接続された状態で、１台目の赤外線カメラの電源のみを ON にして下さい。 １台目のカメラに電源が供給されますと、自動で最後のカメラまでの電源が投入されます。 この際に２台目以降の電源が ON になっている状態ですと、 カメラ間の通信ができません。 また、全てのカメラが起動した事を確認するには、カメラ前面左下にある＃Markers の表 示が横棒になっている事で解ります。図１０を参照して確認して下さい。 図１０ 以上で、ハードウェアのインストールが完了です。 7 ソフトウェアのセットアップ ソフトウェアを起動する前に、必ずカメラの電源を投入されている事を確認して下さい。 ソフトウェア QTM 起動後、【Tools】メニューより【Workspace Options】を選択し、 図１１のように Connection タグを選択して下さい。 図１１ 次に、Window 内【Locate Systems】ボタンをクリックすると、自動でカメラを認識し、 最適なデータ転送速度やカメラに対して ID の振り分けを行います。 Window 内の表示メッセージが、【Camera Systems not located yet】から、 【xx ProReflex Cameras】に変わった事を確認して下さい。 図１２ 次に、上記図１２の Window を【Linearlization】タグより表示させ、各 ID 付されたカメ ラに対し、レンズファイルを割り当てます。 8 割り当て方は、カメラ ID を選択し、そのカメラシリアルナンバーと同じファイル名のレ ンズファイルを探して OK していきます。全てのカメラに対して実行して下さい。 レンズ補正ファイルは、カメラ納品時にインストールされた PC の、 C:\Program Files\Qualisys\Qualisys Track Manager\Linearization、または同時に納品 した CD-ROM 内に格納されています。 別の PC に移行する場合は、補正ファイルを格納フォルダより複製して下さい。 次に、キャリブレーションキットの設定を行います。 図１３ 図１３を参照に、Calibration Type を【Wand Calibration】に設定し、Calibration Kit を【Wand kit 300mm (small)】(※お手持ちの Wand kit をご選択下さい。)に設定します。 さらに Exact Wand Length の入力欄に、お手元のキャリブレーションキット T 字の中央部 位に書かれた数値を 0.1mm 単位（小数点第一位）まで入力して下さい。 最後に Window 内下部にある【Apply】をクリックし、内容を保存。 【OK】をクリックし、 設定完了です。 9 第２章 測 定 実際の測定に必要な知識 カメラ電源 ON 赤外線カメラを接続します。 接続方法は、第１章のハードウェアのインストールで説明されている赤外線カメラの接続 方法と同じです。 キャリブレーション（3D 空間構成） スタートメニュー/すべてのプログラム/QUALISYS/Qualisys Track Manager（以後：QTM） より、QTM を起動して下さい。 左上ファイルメニュー【File】より【New】を選択し、xx 台のカメラを読込みます。 図１ （図は３台カメラの場合です） 図 1 のようにカメラを読込めたら、 【Capture】メニューより、 【Calibration】を選択して 新しい Window（図２）を開いて下さい。 10 図２ ●Calibration Quality 欄に、キャリブレーション秒数を【30】と指定します。 お客様の計測空間により、キャリブレーションする秒数は異なります。 これはキャリブレーションを行う時間を指定しています。 ●次の Calibration timing 欄は任意入力となります。チェックボックスにチェックし、 数値を入力する事で、数値の秒数分だけ遅れてキャリブレーションが開始されます。 この機能は、１人で操作される場合に OK を押してからキャリブレーション空間まで行く 間の時間に余裕を持たせるためのものです。 ●Sound チェック欄は、PC にスピーカが付けられている場合に、キャリブレーション開始・ 終了時にアラームを鳴らす場合にチェックをいれて下さい。 ワンドキャリブレーションキットを組み立て下さい。 キットは T 字と L 字に分ける事ができ、それぞれの接続部分はしっかりと固定して下さい。 L 字のキットは、最低２台のカメラから見える位置に設置して下さい。 ※このキットは、空間を構成するための重要なツールです。万一、落下・損傷等をしてし まった場合には、すぐさま株式会社モンテシステムまでご連絡下さい。 T 字のキャリブレーションキットを手に持ち、ウィンドウ右下【OK】ボタンを押し、 キャリブレーションを開始します。 手持ちのキットを、最低２台のカメラで認識できる位置にて、上下左右方向に自由運動を させて下さい。この時、全てカメラを 2 台ずつチョイスするイメージで、指定時間内に T 字キットを測定範囲内で運動させて下さい。 11 Calibration 設定時間が経過すると、自動で結果は演算されて図３の Window が表れます。 ※ここで図３のような数値の羅列ではなく、【Failed】と言う記載があった場合には、 Calibration が失敗している事が原因です。再度ソフトウェア設定項目を確認し、繰り 返しキャリブレーションを実行して下さい。 図３ 図３の表示となりましたらキャリブレーション終了です。そのまま OK ボタンをクリック し、Window を閉じて下さい。Window を閉じると、QTM ソフトウェア画面右下に【Calibra ted 日時】が表示されます。これはキャリブレーションファイルがソフトウェア内に自動 で保存された事を意味します。 測 定 キャリブレーション時と同様に、カメラを新規で読み込みます。 左上ファイルメニュー【File】より【New】を選択し、xx 台のカメラを読込みます。 図４ （図は３台カメラの場合です） 12 図４のようにカメラを読込めたら、２Ｄカメラ画面内にカーソルを合わせ、キーボード 【３】を押してください。画面は図５に切り替わります。 図５ この時、空間内へ反射マーカを持ち込むと３次元で映像を確認できます。 【２】を押すと、図４の各カメラの映像に戻ります。 【Capture】メニューより、 【Capture】を選択して新しい Window（図６）を開いて下さい。 図６ 13 ●Capture Period 欄には、測定秒数またはフレーム総数を入力して下さい。 ※任意で指定が可能ですが、右側の Stop on button only にチェックを入れることで、 Stop 指示があるまで測定を続ける事が可能です。 しかしながら、後の解析時にフレーム数を共通にしておくことで解析しやすくなるため、 なるべく左の測定時間指定で計測される事をおすすめします。 ※この時、Window 内下部にある Frame Rate を選択し、フレームレートを変更する事が出 来ます。変更されたレートに対し、総サンプル数も自動で変更されます。 ●Capture Delay 欄は任意入力となります。チェックボックスにチェックし、数値を入力 する事で、数値の秒数分だけ遅れてキャリブレーションが開始されます。 この機能は、１人で操作される場合に OK を押してからキャリブレーション空間まで行く 間の時間に余裕を持たせるためのものです。 ●Sound チェック欄は、PC にスピーカが付けられている場合に、キャリブレーション開始・ 終了時にアラームを鳴らす場合にチェックをいれて下さい。 ●Display the last Fetched frame チェック欄は常にチェックを入れて下さい。 メモリ容量が少ない時に、システムを軽くしたい場合のみにチェックを入れます。 ●Automatic capture control 欄は任意入力となります。チェックボックスにチェックし、 測定後のファイル保存先を指定します。 これは測定後に自動でファイル保存をするための機能です。 ●その他チェック欄は、そのままにして下さい。 反射マーカを測定空間に持ち込み、OK ボタンで測定開始です。 測定が開始されて、測定終了後に自動で３次元データ化されます。 測定に関しては、以上で終了です。 14 第３章 ソフトウェアの操作 実測後のデータ表示作業について ３次元ビューアの使い方 実測後、自動で３次元化されたデータが QTM 上に表示されます。 保存されたデータを開く場合でも、W クリックで簡単にファイルを開く事が可能です。 図１ ３D データは上部にある図２のアイコンで再生操作が可能です。 図２ さらに下部にある図３の時系列バーで、反射マーカの軌跡を表示する事ができます。 図３ またマウス操作で、ビューアを自由に移動してデータを観ることが出来ます。 １．左クリック＆ドラッグで、３D ビューアの回転 ２．右クリック＆ドラッグで、３D ビューアの移動 ３．両クリック＆ドラッグで、３D ビューアのズームイン・アウト ※ジョグダイヤルのあるマウスの場合は、ジョグでの操作も可能です。 15 データ編集作業について 認識マーカにＩＤを振り分ける。 実測後、自動で３次元化されたデータが QTM 上に表示されます。 ３Ｄデータは、解析・可視化しやすいように、予め登録した部位＝どのマーカ？と言った 形に計測された反射マーカ群にＩＤを振り分ける事をお薦めいたします。 ＩＤ登録には、デフォルトで右上に表示される図４【Labeled trajectories】ウィンドウ 内で、右クリック/メニュー/ADD new label より、空のＩＤを増やす事が出来ます。 ※各ＩＤの名前は、任意に変更いただけます。 ※各マーカの色は、右クリックメニュー内の【color】で自由に変更可能です。 また、毎回リストを作成する手間を省くために、ワードパッドやシンプルテキストなどの テキスト系ソフトウェアを起動し、図５のようにリターン区切でテキストを保存する事で、 右クリック/メニュー/LABEL LIST/LOAD…を選択し、任意のフォルダから保存したテキス トファイルを読み込んでの登録が可能です。 図４ 図５ 次に登録した各ＩＤに対し、ＩＤ化されていないマーカをドラッグしていきます。 デフォルトでは右中段に表示される図６【Unidentified trajectories】ウィンドウ内の リストが、ＩＤ化されていない測定されたマーカ群となります。 図６ 16 ３Ｄビューアより任意のマーカを選択すると、 【Unidentified trajectories】内でリンク されているマーカが自動で選択されます。 そのマーカを、【Labeled trajectories】内の任意リストにドラッグ＆ドロップします。 これで、マーカのＩＤ登録が完了いたします。他のマーカもＩＤ登録して下さい。 また必要のマーカ・無駄に反射して認識してしまったマーカなどは、右下の【Discarded trajectories】フォルダにドラッグ＆ドロップするか、マーカを選択して【Delete】キー にて移動させる事で、３Ｄビューアに余計なマーカを表示しないようにできます。 ※消されたマーカは、再ドラッグ＆ドロップで、いつでも復旧可能です。 １つのマーカが複数のデータに分かれてしまった場合 ３Ｄデータを扱う上で、多々発生する現象の１つとして、あるタイミングで反射マーカが 遮蔽物（物や人体）と交差してカメラから見えなくなってしまうケースでは、実際には１ つのマーカであるはずのデータが、図７のように２つ以上のデータに分かれてしまう場合 があります。 ※基本的には、数フレーム間であれば自動補正が成される設定となっています。 この場合には、同マーカであると言う事を３Ｄビューア上で確認した上で、同一ＩＤ内に ドラッグ＆ドロップする事で、同じＩＤを振り分ける事ができます。 図７ 途切れたマーカ間を補完する データが途切れた間は、３Ｄデータが存在しませんので補完をしましょう。 複数のマーカが登録されたＩＤを選択し、右クリック/メニュー/Gap Fill Trajectory with Preview を実行します。 17 新たに図８のウィンドウが表示され、ソフトウェア上で理想の補完データを紹介してくれ ます。マニュアルで時系列ラインをドラッグさせる事で、任意の位置からの補完データを 作成する事も可能です。 ※すべてソフトウェアに任せるのであれば、右クリック/メニュー/Gap Fill Trajectory を選択する事で、デフォルト演算値を基に仮想マーカを生成させる事もできます。 図８ これで、編集作業が終了です。 18 ３Ｄビューア上のデータを視覚的に解り易くする ＩＤ登録されたマーカは、３Ｄビューア上でマーカ同士を線で結び、図９のように視覚的 により解り易い表示をする事ができます。 図９ 上記のラインを引くには、３Ｄビューア上でシフトキーを押しながら２つのマーカを選択 し、右クリック/メニュー/BONES/Create borne をクリックする事で可能です。 ※ショートカットは【Ｂ】キーです。 このまま再生をすると、より分かりやすいでデータで再生表示されます。 ３Ｄデータの保存 ＱＴＭの保存形式は、１．ＱＴＭ形式、２．ＴＳＶ形式、３．Ｃ３Ｄ形式、４．ＭＡＴＬ ＡＢ形式の４種類です。 ＱＴＭ形式には、File/Save as…で任意のファイル名を保存する事ができます。 ＱＴＭ形式は、ビューア情報やマーカＩＤ、キャリブレーション情報など多数の情報がリ ンクされた状態で保存されます。 ＴＳＶ・Ｃ３Ｄ・ＭＡＴＬＡＢ形式は、File/export/tsv で保存できます。 ＴＳＶ形式は、タブ区切りのテキスト形式データで保存されるため、エクセルなど表計算 ソフトでの読み込みが可能です。 Ｃ３Ｄ形式は、汎用のモーションキャプチャ形式で、アニメーションやグラフィックソフ トウェア、または他社製のモーションキャプチャ用ソフトウェアでの読み込みが可能です。 ＭＡＴＬＡＢ形式は、そのＰＣにＭＡＴＬＡＢがインストールされている事が必要ですが、 そのままのモーションデータをＭＡＴＬＡＢで読み込む事が可能です。 19 データの数値解析について マーカの数値解析および波形表示を学ぶ 計測されて求められた３Ｄデータは、同時に波形を表示して再生することができます。 任意のマーカをリストの中から選択し、右クリック/Analyze…項目を選択、新たに図１０ のようなウィンドウを開きます。 図１０ このウィンドウの２段目より、解析項目の選択を行う事ができます。 １．Position（時系列波形表示） 選択されたマーカ座標の時系列変化を表示、およびテキスト出力できます。 ○Magnitude ：原点座標からの空間直線距離を解析 ○Components ：原点座標からの座標値をＸ軸Ｙ軸Ｚ軸に分けて表示 ２．Velocity（速度解析） 選択されたマーカの速度変化を表示、およびテキスト出力できます。 ○Magnitude ：速度を解析 ○Components ：Ｘ軸Ｙ軸Ｚ軸に分けた速度解析 ３．Acceleration（加速度解析） 選択されたマーカの加速度変化を表示、およびテキスト出力できます。 ○Magnitude ：加速度を解析 ○Components ：Ｘ軸Ｙ軸Ｚ軸に分けた加速度解析 ※加速度を求める際には、測定前に測定パラメータの制限を増幅して下さい。 メニューTools/Workspace Options/Processing/Tracking/Tracking Parameters /Acceleration factor(mm/s^2)の数値を求めたい加速度の倍程度の数値を入力し、 測定して下さい。 既に測定している場合は、メニューCapture/Retrack にて 2D データより再演算 することが出来ます。 20 ４．Distance（２点間の距離解析） ※項目選択前に２個のマーカをシフトまたはコントロールキーを押しながら選択 任意に選択された２つのマーカの２点間の距離を表示、およびテキスト出力できます。 ○Magnitude ：２点間を直線で結ぶ距離を正数で解析 ○Components ：１点目からの距離をＸ軸Ｙ軸Ｚ軸に分割した解析 ５．Angle（角度解析） ※項目選択前に３∼４個のマーカをシフトまたはコントロールキーを押しながら選択 任意に選択されたマーカ間の角度を表示、およびテキスト出力できます。 ○Magnitude ：３∼４点間の角度を解析 ○Components ：３∼４点間の角度をＸ軸Ｙ軸Ｚ軸に分割した解析 図１１を参照に求めたい角の指定をして下さい。 図１１ ６．Angle Velocity（角速度解析） ※項目選択前に３∼４個のマーカをシフトまたはコントロールキーを押しながら選択 任意に選択されたマーカ間の角速度を表示、およびテキスト出力できます。 ○Magnitude ：３∼４点間の角速度を解析 ○Components ：３∼４点間の角速度をＸ軸Ｙ軸Ｚ軸に分割した解析 角度解析と同様に、図１１を参照に求めたい角の指定をして下さい。 ■各解析項目選択後、図１２のウィンドウ内 Export より、テキスト保存が可能です。 図１２ 21 第４章 ファイルフォーマット データの保存について 保存形式の種類 １．ＱＴＭ形式 ：マーカＩＤや骨組み、ＡＶＩファイルやアナログデータなど がすべてリンクされたＱＴＭ専用形式 ＱＴＭ形式を使う事で、ＱＴＭソフトウェアで簡単に動作を再現する事が出来ます。 ２．ＴＳＶ形式 ：タブ区切のテキストデータ形式 エクセルなど表計算ソフトへのデータ出力が簡単です。独自のソフトウェアや、他社 製の解析ソフトへなどに取り込む場合に便利です。 ３．Ｃ３Ｄ形式 ：モーションキャプチャ共通の汎用形式 グラフィック・アニメーションツールや、他社製モーションキャプチャソフトへ取り 込む場合に有効です。 ４．ＭＡＴＬＡＢ形式 ：ＭＡＴＬＡＢ形式 ※ＰＣにＭＡＴＬＡＢがインストールされている事が必要です。 ＭＡＴＬＡＢに取り込む事で、容易にカスタマイズして解析することができます。 22
© Copyright 2024 ExpyDoc
