动作捕捉技术分析

#动作捕捉##目前，动作捕捉系统有两种主流技术路线：惯性和光学。光学分为校准和非校准。然后我们可以将动作捕捉系统分为以下三类：基于计算机视觉的动作捕捉系统（光学非校准）、基于马克点的光学动作捕捉系统（光学校准）和基于惯性传感器的动作捕捉系统（惯性）。简要分析了这三种形式的动作捕捉系统。

第一类：基于计算机视觉的动作捕捉系统

多个高速相机基于计算机视觉原理，从不同角度监控和跟踪目标特征。理论上，对于空间中的任何一个点，只要能同时看到两个相机，就能确定此时此刻该点在空间中的位置。当相机以足够高的速度连续拍摄时，该点的运动轨迹可以从图像序列中获得。该系统采集传感器通常是基于二维图像特征或三维形状特征的光学相机。基于计算机视觉的动作捕捉系统可以捕捉和识别人体动作。少量摄像头可用于监控区域的多目标、高精度；同时，被监控对象不需要佩戴任何设备，具有较小的约束力。

第二类：基于马克点的光学动作捕捉系统

该系统的原理是粘贴在运动物体的关键部位（如人体的关节）Marker多动作捕捉相机从不同角度实时探测Marker点，数据实时传输到数据处理工作站，根据三角测量原理精确计算Marker点的空间坐标，然后从生物运动原理出发，解决骨骼的6自由度运动。主动和被动光学动作捕捉系统也分为不同的标记点发光技术。

基于马克点的光学动作捕获系统收集了大量的信号，空间解决算法也很复杂。事实上，时间性与数据处理单元的运行速度和解决算法的复杂性有关。此外，当系统捕对象移动时，四肢会阻挡标记点。此外，光学设备的校准程序复杂，导致精度低，价格相对昂贵。

基于马克点的光学动作捕捉系统可以同时捕捉多个目标。然而，当捕获多个目标时，如果目标之间存在屏蔽，它将影响捕获系统的精度，甚至失去捕获目标。

第三类：基于惯性传感器的动作捕捉系统

基于惯性传感器的动态捕获系统需要佩戴集成加速度计、陀螺仪、磁力计等惯性传感器设备，然后通过算法捕获动作。该系统由惯性设备和数据处理单元组成。数据处理单元利用惯性设备收集的运动信息，通过惯性导航原理测量运动目标的姿态角度。

基于惯性传感器的动态捕获系统收集的信号较少，便于实时完成姿态跟踪任务。解决方案获得的姿态信息范围大，灵敏度高，动态性能好，惯性传感器体积小，佩戴方便，价格低。与上述两种动作捕获系统相比，基于惯性传感器的动作捕获系统克服了相机监控区域有限的缺点，可以实现多目标捕获。