Prototyping a system capable of tracking the execution of arbitrary pre-recorded full-body movements

Abstract

This thesis is focused around the concept of full-body tracking and the process of developing a system capable of evaluating the progress of executing a predefined full-body movement.

The first major part of the thesis focuses on the theory of full-body tracking, first with some historical and industrial use of the concept, and then focuses on more recent developments with consumer-grade technologies, with a tour of some of the most common solutions.

The second major part focuses on the development of the actual system, called Clinical Layer, which is the most major element that the thesis focuses on. With the project starting in the summer of 2014, the approximate timeline of different advancements in the project will be described to the end of the development phase of the latest version in the summer of 2015.

The next portion of the second part consists of detailed technical description of the basic parts of the system, including the embedded animation system and different ways of animation data can be passed around in the system. After that the ways of creating content for the system are depicted.

Describing the actual underlying algorithm of the tracking system, the next chapter lays out the subsystem's main principles and discusses vital factors relevant to its operation.

With a more practical outlook, the following part takes a look at a few demonstration/testing applications developed that utilize the system.

The last part before the conclusion takes a look at a comparable technology, called Visual Gesture Builder (VGB), while comparing it's features to those of Clinical Layer. The conclusion lays out that the software project was successful, having received good feedback, but also mentions that an interested party should also look at Visual Gesture Builder.

Tämä opinnäytetyö on kohdistunut koko vartalon liikekaappauksen konseptin ja tästä saatavaa dataa käyttävän järjestelmän kehityksen ympärille. Tämän järjestelmän tarkoitus on kyetä seuraamaan ja arvioimaan ennaltakaapatun mielivaltaisen kokovartaloliikkeen suoritusta.

Opinnäytetyön ensimmäinen osa keskittyy kokovartaloliikeseurannan teoriaan, aloittaen kuvaamalla ensin konseptin historiaa ja käyttöä ammattialoilla, ja sitten käy läpi viimeaikaisempia kehittymiä, kuvaten muutamia yleisempiä ratkaisuja.

Toinen huomattava osa työtä keskittyy itse järjestelmään, joka onkin työn huomattavin keskittymiskohde. Alkaen vuoden 2014 kesästä, järjestelmän kehitysprojektin eri vaiheet kuvaillaan vuoden 2015 kesään, jolloin projektin viimeisin kehitysvaihe päättyi.

Toisen pääosan seuraava osa koostuu yksityiskohtaisesta teknisestä kuvauksesta järjestelmän pääosista, mukaanlukien järjestelmän sisäisen animaatiojärjestelmän ja eri tapoja miten animaatiodataa voi liikutella järjestelmässä. Tämän jälkeen, eri tavat luoda sisältöä järjestelmän käytettäväksi luonnehditaan.

Kuvaten järjestelmän itse tarkoituksen eli liikkeen seuraamis- ja arviointitoiminnon, seuraava kappale esittää tämän alijärjestelmän pääperiaatteen ja pui prosessin eri huomionarvoisia seikkoja.

Ottaen käytännönläheisemmän näkökannan, seuraava osa kuvailee muutaman projektin aikana kehitetyn, järjestelmää testaus- ja esityskäyttöön käyttävän sovelluksen.

Viimeinen osa ennen loppupäätelmiä ottaa katsannon vertailtavaan järjestelmään nimeltä Visual Gesture Builder, verraten tätä kehitettyyn järjestelmään. Loppuluvussa todetaan projektin olleen onnistunut saatuaan hyvää palautetta, mutta mainitaan että asiasta kiinnostuneen kannattaa myös vilkaista Visual Gesture Builder -järjestelmää.