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OptiTrack是一家專門從事運(yùn)動跟蹤與動作捕捉的公司，其開發(fā)的相機(jī)和軟件可用來精確跟蹤空間中的標(biāo)記。當(dāng)前，該系統(tǒng)支持聯(lián)通多個(gè)攝像機(jī)以每秒 120 幀以上的速度識別和跟蹤亞毫米級精度的標(biāo)記，并使用其軟件 Motive 實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)。 OptiTrack的客戶涉及電影、視頻游戲制作、生物力學(xué)和制造領(lǐng)域。

由于OptiTrack能夠精準(zhǔn)定位大空間內(nèi)的物體位置，且很多客戶也在使用ROS（機(jī)器人操作系統(tǒng)）控制由OptiTrack的Motive軟件來跟蹤的機(jī)器人系統(tǒng)。但目前Motive軟件沒有現(xiàn)成的插件可將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)導(dǎo)出到ROS中這就需要研發(fā)團(tuán)隊(duì)耗費(fèi)時(shí)間與精力來開發(fā)這一插件，考慮到有一些用戶需要將Motive軟件的數(shù)據(jù)直接發(fā)送到運(yùn)行 ROS 的機(jī)器人系統(tǒng)。俄勒岡大學(xué)工程學(xué)院開展了一項(xiàng)名為ROS2 Plugin插件開發(fā)的項(xiàng)目。該項(xiàng)目旨在通過創(chuàng)建將Motive直接集成到ROS環(huán)境中的插件，發(fā)揮OptiTrack硬件與軟件產(chǎn)品在制造和機(jī)器人領(lǐng)域中的更大潛力。該項(xiàng)目的成果不僅將滿足OptiTrack的市場需求，還將讓其機(jī)器人客戶擁有更完全集成的3D空間，為同一空間中多個(gè)機(jī)器人交互打開大門。

該項(xiàng)目是為ROS開發(fā)一個(gè)C++插件，此插件將促進(jìn)ROS與Motive之間的通信，且能夠解釋從Motive傳輸?shù)娜肿鴺?biāo)并將其轉(zhuǎn)換為ROS數(shù)據(jù)。Motive將跟蹤安裝此插件的機(jī)器人，然后向機(jī)器人發(fā)送其全局坐標(biāo)以及體積中的任何其他對象，我們的插件會將這些數(shù)據(jù)解釋為對ROS有意義的數(shù)據(jù)。最終用戶能夠安裝該插件，并獲取ROS格式的Motive數(shù)據(jù)以集成到他們現(xiàn)有的系統(tǒng)中。該通信管道經(jīng)過測試可靠且一致，可應(yīng)用于一些重要的工業(yè)應(yīng)用之中。

下面是該項(xiàng)目的應(yīng)用具體流程：

OptiTrack 系統(tǒng)追蹤位置數(shù)據(jù)

1.?使用OptiTrack相機(jī)和軟件解決方案，我們能夠以亞毫米級別的精確度追蹤一定范圍內(nèi)帶有標(biāo)記點(diǎn)的物體或機(jī)器人。

2.?動作捕捉軟件，Motive可以以幾百幀每秒的速度處理捕捉到的數(shù)據(jù)和進(jìn)程。

3.?系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)自動識別和標(biāo)記位于標(biāo)記設(shè)置空間內(nèi)的不同物體。

4.?所有的數(shù)據(jù)將會使用NatNet SDK通過ROS2 Plugin直接從Motive流式傳輸?shù)絉OS中。

NatNet SDK 檢測來自Motive的數(shù)據(jù)

1.?使用OptiTrack的NatNet SDK，我們能將數(shù)據(jù)從Motive流式導(dǎo)出到插件中。

2.?ROS2插件可將數(shù)據(jù)從NatNet轉(zhuǎn)譯成ROS可識別的格式并使之對ROS生態(tài)系統(tǒng)可用。

3.?該插件同樣扮演著ROS與Motive之間媒介的角色，在兩個(gè)軟件間雙向傳輸信息與指令。

機(jī)器人演示

1.?機(jī)器人會接收和解析由Motive收集的用戶定義頻率的全部數(shù)據(jù)。

2.?機(jī)器人會根據(jù)Motive傳輸?shù)臄?shù)據(jù)找到其底座和抓手的位置。

3.?機(jī)器人將驗(yàn)證特定物體的位置，該位置由Motive中建立的唯一標(biāo)識符進(jìn)行識別。

4.?在確認(rèn)物體位于指定的接近范圍內(nèi)后，機(jī)器人會執(zhí)行動作以使其抓手與物體接觸。

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