人体运动捕捉仪的设计与实现

段世梅 孙 倩 陈彦明

人体运动捕捉仪的设计与实现

段世梅 孙 倩 陈彦明

人体运动捕捉仪是一种用于准确测量运动物体在三维空间运动状况的设备。它通过排布在空间中的数个惯性传感器，将运动物体的运动数据实时上传至计算机并对该数据进行处理，得到驱动三维人体模型的数据，用该数据驱动建好的人体骨架模型，从而实现人体运动的再现。本系统选用惯性传感器为采集工具，以嵌入式操作系统为开发平台，实现了对人体运动的捕捉和再现。

惯性传感器；人体骨架；实时数据采集；运动捕捉

引言

随着计算机技术以及三维图像技术的迅速发展，精确捕捉人体动作并且进行重现，已经成为研究热点。获取训练中的人体动作，从不同的视角观察和监控人体动作，通过实时的运动捕捉技术对训练中出现的问题进行技术诊断与分析，并以视频和图像以及量化的数据等方式反馈出来，使得训练的纠正更加有的放矢，从而大大提高训练效率和效果，使驾驶训练、体育训练等摆脱纯粹的依靠经验的状态，进入科学化、数字化的时代。因此，人体运动捕捉在驾驶训练等方面有广泛的应用前景。目前，常用的运动捕捉技术从原理上说可分为机械式、声学式、电磁式和光学式。声学式传感器成本较低，但对运动的捕捉有较大延迟和滞后，实时性较差，精度一般不很高。光学式运动捕捉通过对目标上特定光点的监视和跟踪来完成运动捕捉的任务，缺点是系统价格昂贵，虽然它可以实时捕捉运动，但后处理的工作量较大。……