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将动作捕捉从工作室移到斜坡上

点击量:   时间:2017-04-23 11:05:09

作者:Colin Barras视频:通过融合来自众多身体佩戴传感器的数据,首次捕获了滑雪者身体在下坡跑道中的精确曲折和转弯滑雪者身体在下坡行程中的精确曲折已经通过融合来自众多身体佩戴传感器的数据首次捕获这些信息可以帮助滑雪者在重要比赛前磨练他们的技术传统上,动作捕捉技术依靠相机记录身体运动但对于滑雪者在一公里长的滑雪道上奔跑,需要多达40个同步和校准的摄像机才能让滑雪者始终保持在视线范围内新西兰惠灵顿梅西大学的Matthew Brodie决定完全取消相机,而是使用绑在身上的运动捕捉传感器记录滑雪者的动作滑雪者在四肢,躯干,骨盆和头部上佩戴多达15个惯性运动单元(IMU)在每个火柴盒大小的IMU中,有三个陀螺仪可以测量向下或侧向运动,从中可以在三维空间中重建肢体和身体方向然而,这些陀螺仪往往随时间漂移在极端情况下,可能会产生高达180°的旋转误差为了提高准确性,IMU还包含加速度计,用于测量滑雪者在移动时所经历的力,包括重力另一种装置还可以测量磁北,其与重力方向相结合,提供了一个参考系,可用于在滑雪者静止时将旋转误差减小到小于1°在跑步过程中任务变得更加困难,因为滑雪者的身体曲折,这些加速度使得加速度计更难以找出哪个方向下降为了解决这个问题,Brodie使用安装在滑雪者头盔上的GPS接收器的数据来测量他们的速度以及跑步过程中方向的任何变化然后,这可以用于区分由重力和扭转引起的力滑雪者躯干的中心枢纽从所有这些来源获取数据,并使用Brodie的“Fusion Motion Capture”算法精确计算滑雪者在滑雪道运动中的运动和位置 “没有一个数据流本身就足够准确,”Brodie说 “但是通过融合不同的数据流,可以准确测量[滑雪者的运动]”然后将信息传输到计算机,这需要不到一分钟的时间来构建和显示滑雪者的身体动作,位置,速度和加速度在奔跑期间可以分析这些信息,以帮助滑雪者提高他们的技术,并减少个人最佳时间的百分之一秒 Brodie表示,尽管滑雪者可以使用多达15个IMU,但这些设备并不会影响滑雪者的表现 “传感器小巧轻便 - 约35克,”他说 “使用原型系统的滑雪者忘记了他们穿着它”位于马萨诸塞州剑桥的三菱电机研究实验室的Yuri Ivanov对该系统印象深刻 “在实验室外完成收集数据通常很困难,”他说 “系统的所有部分都需要非常强大才能在高山环境中运行 - 雪,高加速度和压力在这些条件下,算法中关节误差的减少看起来非常好“期刊参考:运动技术(DOI: