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6DOF Motion Tracking mit Polhemus G4
Beitrag von Daniel Fütterer
Abstract: Beschreibung des elektromagnetischen Motion Tracking Systems G4 des Herstellers Polhemus und dessen Software.
Das Polhemus G4 System erlaubt das Tracking von Positions- und Orientierungsdaten über magnetisch arbeitende Sensoren. Sender werden im Raum platziert und eingemessen/kalibriert, die Sensoren am zu messenden Objekt befestigt und an kabellose und tragbare Hubs angeschlossen. Diese übertragen die Daten an den PC, der wiederum diese Daten auswerten oder (wie in unserem Anwendungsfall) ins Netzwerk streamt, was beispielsweise mit der Befehlszeilenanwendung „g4export“ von einem Linux-System möglich ist. Eine Beschreibung und Bedienungsanweisung dieser Anwendung kann dem zugehörigen Abschnitt dieses Artikels entnommen werden.
Die Software des Herstellers läuft auf Windows und Linux, ist via kodiertem UDP-Export kompatibel mit der Spiele-Engine Unity und besteht jeweils aus mehreren Komponenten für Registrierung, Kalibrierung, Monitoring und Übertragung (z.B. mit Named Pipe oder UDP). Darüber hinaus sind große Teile der Software Open Source, was die Entwicklung individueller Tools ermöglicht.
Unter Linux gibt es eine Suite aus mehreren Programmen:
| g4devcfg: | Proprietäres Tool zur Konfiguration der Polhemus-Hardware (Dongle und Hub) |
| g4track_lib: | Bibliotheken zur Verwendung mit den anderen Programmen |
| createcfgfile: | Programm zur Erstellung der Config-Files (Aufstellung der Hardware) |
| g4display: | Grafische Anzeige der Sensor-Position und -Orientierung |
| g4term: | Textuelle Ausgabe der Sensor-Daten |
| g4export (Entwicklung von Janis Streib): | Kommandozeilenprogramm zur Übertragung der Sensordaten via OSC |
Angewendet wird die Software in Kombination mit Programmen wie Max/MSP oder PureData, die in der Lage sind, den OSC-Stream der Sensordaten auszulesen und zu verarbeiten.
Eine Beispielanwendung wird im Projekt des Studenten Lukas Körfer realisiert: Speaking Objects.
Eigene Software Entwicklungen: Max-Patches
Weitere Entwicklungen von Janis Streib (inkl. Anleitungen):
Für weiterführende Ressourcen, siehe Menüeintrag zu Polhemus unter „Ressourcen“ (Nextcloud)
Vergleich verschiedener Motion Tracking Systeme
Link (extern)
Demo Videos
Pilot-Test zur Verwendung der G4export Software (Janis Streib) auf einem Raspberry PI zur Kontrolle eines Virtuellen Mixers über OpenSoundControl.
Proof-of-Concept: Verwendung des G4 Systems zur Kontrolle des Avatars (Headtracking) für die Applikation Binauralix.
Offizielle Videos des Herstellers
Hinweis: externe Links zu YouTube
g4export
Beschreibung
Hierbei handelt es sich um eine Befehlszeilenanwendung für Linux, mit welcher es möglich ist, die Tracking-Daten, die von einem Linux-Computer durch einen G4 Hub empfangen werden, direkt in ein Netzwerk zu streamen. Diese Anwendung kann beispielsweise dann essenziell sein, wenn die Tracking-Daten auf einem MacOS-System Verarbeitet werden sollen (wie zuvor beschrieben wurde, läuft die Polhemus G4 Software nur auf Windows und Linux). Ein Projekt, bei welchem aus diesem Grund die Anwendung g4export zum Einsatz gekommen ist: Speaking Objects.
Bedienungsanweisung
Nach der erfolgreichen Installation auf ein Linux-System, wird man dazu aufgefordert, die Anwendung in folgendem Format in der Befehlszeile auszuführen:
./g4export <g4c configuration file> <osc sink address> <osc sink port> <polling period>