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動(dòng)作捕捉系統(tǒng)的種類(lèi)介紹
更新時(shí)間:2021-01-14 點(diǎn)擊次數(shù):1381
   不同的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)依照的原理不同,系統(tǒng)組成也不盡相同??傮w來(lái)講,動(dòng)作捕捉系統(tǒng)通常由硬件和軟件兩大部分構(gòu)成。硬件一般包含信號(hào)發(fā)射與接收傳感器、 信號(hào)傳輸設(shè)備以及數(shù)據(jù)處理設(shè)備等;軟件一般包含系統(tǒng)設(shè)置、 空間定位定標(biāo)、 運(yùn)動(dòng)捕捉以及數(shù)據(jù)處理等功能模塊。信號(hào)發(fā)射傳感器通常位于運(yùn)動(dòng)物體的關(guān)鍵部位,例如人體的關(guān)節(jié)處,持續(xù)發(fā)出的信號(hào)由定位傳感器接收后,通過(guò)傳輸設(shè)備進(jìn)入數(shù)據(jù)處理工作站,在軟件中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)解算得到連貫的三維運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),包括運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的三維空間坐標(biāo).人體關(guān)節(jié)的6自由度運(yùn)動(dòng)參數(shù)等,并生成三維骨骼動(dòng)作數(shù)據(jù),可用于驅(qū)動(dòng)骨骼動(dòng)畫(huà),這就是動(dòng)作捕捉系統(tǒng)普遍的工作流程。
  動(dòng)作捕捉系統(tǒng)的種類(lèi)介紹:
  慣性傳感器式動(dòng)作捕捉系統(tǒng)
  由姿態(tài)傳感器、信號(hào)接收器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。姿態(tài)傳感器固定于人體各主要肢體部位,通過(guò)藍(lán)牙等無(wú)線傳輸方式將姿態(tài)信號(hào)傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),進(jìn)行運(yùn)動(dòng)解算。中姿態(tài)傳感器集成了慣性傳感器、重力傳感器、加速度計(jì)、磁感應(yīng)計(jì)、微陀螺儀等元素,得到各部分肢體的姿態(tài)信息,再結(jié)合骨骼的長(zhǎng)度信息和骨骼層級(jí)連接關(guān)系,計(jì)算出關(guān)節(jié)點(diǎn)的空間位置信息。這類(lèi)產(chǎn)品主要的優(yōu)點(diǎn)是便攜性強(qiáng),操作簡(jiǎn)單,表演空間幾乎不受限制,便于進(jìn)行戶(hù)外使用,但由于技術(shù)原理的局限,缺點(diǎn)也比較明顯,一方面?zhèn)鞲衅鞅旧聿荒苓M(jìn)行空間定位,通過(guò)各部分肢體姿態(tài)信息進(jìn)行積分運(yùn)算得到的空間位置信息造成不同程度的積分漂移,空間定位不準(zhǔn)確:另- -方面原理本身基于單腳支撐和地面約束假設(shè),系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行雙腳離地的運(yùn)動(dòng)定位解算;此外,傳感器的自身重量以及線纜連接也會(huì)對(duì)動(dòng)作表演形成一定的約束,并且設(shè)備成本隨捕捉對(duì)象數(shù)量的增加成倍增長(zhǎng),有些傳感器還會(huì)受周?chē)h(huán)境鐵磁體影響精度。
  光學(xué)式動(dòng)作捕捉系統(tǒng)
  基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)原理,由多個(gè)高速相機(jī)從不同角度對(duì)目標(biāo)特征點(diǎn)的監(jiān)視和跟蹤來(lái)完成運(yùn)動(dòng)捕捉的任務(wù)。理論上對(duì)于空間中的任意一個(gè)點(diǎn)只要它能同時(shí)為兩部相機(jī)所見(jiàn),就可以確定這一-時(shí)刻該點(diǎn)在空間中的位置。當(dāng)相機(jī)以足夠高的速率連續(xù)拍攝時(shí),從圖像序列中就可以得到該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。這類(lèi)系統(tǒng)采集傳感器通常都是光學(xué)相機(jī),不同的是目標(biāo)傳感器類(lèi)型不一, -種是在物體上不額外添加標(biāo)記,基于=維圖像特征或三維形狀特征提取的關(guān)節(jié)信息作為探測(cè)目標(biāo),這類(lèi)系統(tǒng)可統(tǒng)稱(chēng)為無(wú)標(biāo)記點(diǎn)式光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng),另一種是在物體上粘貼標(biāo)記點(diǎn)作為目標(biāo)傳感器,這類(lèi)系統(tǒng)稱(chēng)為標(biāo)記點(diǎn)式光學(xué)動(dòng)作捕捉。
  聲學(xué)式動(dòng)作捕捉系統(tǒng)
  -般由發(fā)送裝置、接收系統(tǒng)和處理系統(tǒng)組成。發(fā)送裝置-般是指超聲波發(fā)生器,接收系統(tǒng)一般由三個(gè)以上的超聲探頭陣列組成。通過(guò)測(cè)量聲波從一個(gè)發(fā)送裝置到傳感器的時(shí)間或者相位差。確定到接受傳感器的距離,由三個(gè)呈三角排列的接收傳感器得到的距離信息解算出超聲發(fā)生器到接收器的位置和方向。其大優(yōu)點(diǎn)是成本低,但缺點(diǎn)是精度較差,實(shí)時(shí)性不高,受噪聲和多次反射等因素影響較大。

人因工程與工效學(xué)

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