キネクトによるエージェントの操作(v120330, v1.4.8)

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キネクトによるエージェントの操作

キネクトによるエージェントの操作 †

キネクトを使ってSIGVerseの人間エージェントの体の動きを操作する方法を紹介します。

※すでにOpenNIがクライアントpcにインストールされていて、サンプルコードNiUserTrackerが動作可能であることを前提条件とします。

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OpenNI動作確認バージョン †

OpenNI Stable Build for Windows x86 (32-bit) v1.5.2.23 Development Edition
- ダウンロードはこちら。
PrimeSene NITE Stable Build for Windows x86 (32-bit) v1.5.2.21 Development
- 上と同じページのOpenNI Compliant Middleware Binariesを選択してダウンロード。
PrimeSense Sensor Module for OpenNI Version 5.1.0.25　
- ダウンロードはこちら。

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クライアント側の準備 †

キネクトにより骨格を抽出するサンプルプログラムを利用し、関節の回転データ(クオータニオン）を計算し、SIGVerseサーバにデータを送信します。

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ダウンロード †

まず、以下の実行ファイルをダウロードします。

SIGNiUserTracker.exe

　　　　(※2012/2/8更新人間モデルMan-nii-v2.xmlに対応）

ソースコードはこちら

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インストール †

ダウンロードした実行ファイルをOpenNIサンプルの実行ファイルがあるフォルダに移動します。デフォルトでは以下のフォルダです。

C:\Program Files (x86)\OpenNI\Samples\Bin\Release (※Windows7 64bitの場合）

この状態でクライアントpcにキネクトを接続しておけば準備完了です。

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サーバ側の準備 †

サーバ側で関節データを受信し、コントローラで関節を回転させます。

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コントローラ †

まずコントローラを作成します。

$ cd ~/sigverse-<version>/bin/NewWorld
$ emacs kinectController.cpp

kinectController.cpp

#include <string>
#include "Controller.h"
#include "Logger.h"
#include "ControllerEvent.h"

#define PI 3.141592
#define DEG2RAD(DEG) ( (PI) * (DEG) / 180.0 )

using namespace std;

class AgentController : public Controller
{
public:
  double onAction(ActionEvent &evt);
  void onRecvMessage(RecvMessageEvent &evt);
  void onInit(InitEvent &evt);

private:
  //初期位置
  double m_posx;
  double m_posy;
  double m_posz;
  double m_range;
  //データ数（関節数）最大値
  int m_maxsize;
};

void AgentController::onInit(InitEvent &evt)
{
  SimObj *my = getObj(myname());
  m_posx = my->x();
  m_posy = my->y();
  m_posz = my->z();
  m_range = 0.1;
  m_maxsize = 15;
}

double AgentController::onAction(ActionEvent &evt)
{
  return 10.0;
}

void AgentController::onRecvMessage(RecvMessageEvent &evt)
{
  //自分自身の取得
  SimObj *my = getObj(myname());

//メッセージ取得
  char *all_msg = (char*)evt.getString(0);

char *msg = strtok(all_msg," ");
  if(strcmp(msg,"KINECT_DATA") == 0)
    {
      int i = 0;
      while(true)
        {
          i++;
          if(i == m_maxsize+1) break;
          char *type = strtok(NULL,":");

//体の位置
          if(strcmp(type,"POSITION") == 0)
            {
              double x = atof(strtok(NULL,","));
              double y = atof(strtok(NULL,","));
              double z = atof(strtok(NULL," "));
              my->setPosition(m_posx+x,m_posy+y,m_posz+z);
              continue;
            }

//体全体の回転
          else if(strcmp(type,"WAIST") == 0)
            {
              double w = atof(strtok(NULL,","));
              double x = atof(strtok(NULL,","));
              double y = atof(strtok(NULL,","));
              double z = atof(strtok(NULL," "));
              my->setAxisAndAngle(x,y,z,acos(w)*2);
              continue;
            }

else if(strcmp(type,"END") == 0)  break;

//関節の回転
          else
            {
              double w = atof(strtok(NULL,","));
              double x = atof(strtok(NULL,","));
              double y = atof(strtok(NULL,","));
              double z = atof(strtok(NULL," "));
              double angle = acos(w)*2;
              double tmp = sin(angle/2);
              double vx = x/tmp;
              double vy = y/tmp;
              double vz = z/tmp;
              double len = sqrt(vx*vx+vy*vy+vz*vz);
              if(len < (1 - m_range) || (1 + m_range) < len) continue;
              my->setJointQuaternion(type,w,x,y,z);
              continue;
            }
        }
    }
}

extern "C"  Controller * createController ()
{
  return new AgentController;
}

このコントローラは人間エージェントを操作するためのものです。

次にMakefileを修正してコンパイルします。 (※動作手順省略）

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他のモデルのコントローラサンプル †

他のモデルを使う場合はこちらを参照してください。

Robot-nii.xml
Man-nii-v2.xml（エージェントの初期姿勢がz軸方向を向いていない場合に対応)

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世界ファイルの作成 †

次に世界ファイルを作成します。

$ cd ..
$ emacs xml/kinectWorld.xml

kinectWorld.xml

人間のみが登場するシンプルな世界ファイルです。このサンプルではキネクトで操作できるエージェントは人間エージェントのみです。

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実行 †

それでは実行してみましょう。

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SIGVerse起動 †

まずシグバースサーバを起動します。

$ ./sigserver.sh -p 9001 -w xml/kinectWorld.xml

次にSIGViewerで起動したサーバに接続します。接続すると人間が立っているのが見えます。"Send"ボタンを押しシミュレーションを開始します。

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関節データの送信 †

次に先ほどダウンロードしてOpneNIサンプルの実行ファイルフォルダの中に入れたSIGNiUserTrackerをダブルクリックして実行します。すると以下のようなコンソール画面が立ち上がります。

接続するSIGVerseサーバのホスト名、ポート番号、操作するエージェント名の順に入力していきます。

深度画像が表示されたらキネクトの前で以下のようなポーズをとると骨格が検出され、人間エージェントを操作することができるようになります。

一つのキネクトに対して操作できるエージェントは1エージェントのみです。複数人数の骨格を抽出した場合2人目以降は無視されます。

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ソースコードのコンパイル †

次にクライアント側のソースコードをコンパイルする方法を説明します。コンパイルする環境はVC++2008を前提としています。

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ソースコード取得 †

以下からソースコードを取得します。

SIGNiUserTracker.zip

(※2012/2/8更新人間モデルMan-nii-v2.xmlに対応）

展開したフォルダの中に入っているSIGNiUserTrackerフォルダをOpenNIのサンプルコードがおかれた以下のフォルダに移動します。

C:\Program Files (x86)\OpenNI\Samples

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コンパイル †

次にSIGNiUserTrackerフォルダの中のソリューションファイルをダブルクリックして起動します。(※このとき必ず管理者権限で実行します）

VC++が起動したらソリューションエクスプローラの中のソリューション名を右クリックしてビルドを選択します。ビルドが成功すると以下に実行ファイルSIGNiUserTracker.exeが作成されます。

C:\Program Files (x86)\OpenNI\Samples\Bin\Debug

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