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              動作捕捉設備在運動和醫療健康行業的應用

              更新時間:2022-03-27      點擊次數:552
                 近年來,動作捕捉在運動和醫療健康行業的應用不斷增長,消費、醫療、工業等不同級別的產品數量都在不斷增加,體育專業人士必須緊跟zui新的產品和zui前沿的應用實踐。
                而隨著技術從研究機構逐漸延伸至臨床和商業培訓領域,如何利用這些專業數據助力商業決策和行業擴展也面臨進一步挑戰。
                在本文中,我們將從動作捕捉技術的工作方式出發,通過不同原理動作捕捉技術在運動領域的應用,挖掘出技術各異的動作捕捉系統的優勢和局限性,zui后幫助用戶做出zui佳的產品選擇。
                什么是3D動作捕捉,它如何工作?
                動作捕捉是一個非常寬松的術語,通常指在三個維度上對人體運動數據進行記錄。根據原理的不同,分為機械式運動作捕捉、聲學式動作捕捉、電磁式動作捕捉、光學式動作捕捉和慣性式動作捕捉。當前市面上主流的三維動作捕捉設備主要是后兩種技術。
                動作捕捉的工作一部分是標記和跟蹤身體運動,另一部分是將該信息轉化為對影視、體育和醫療行業中的研究和應用都有價值的數據。
                光學式動作捕捉
                常見的光學式運動捕捉大多基于計算機視覺原理,它又可以分為基于Marker點和非Marker點的動作捕捉。
                基于Marker點的動作捕捉需要在目標物體的關鍵位置貼上反光點,俗稱Marker點,利用高速紅外攝像機捕捉目標物體上反光點的運動軌跡,從而反映目標物體在空間中的運動情況。從理論上說,對于空間中的一個點,只要它能同時為兩部相機所見,則根據同一時刻兩部相機所拍攝的圖像和相機參數,可以確定這一時刻該點在空間中的位置。
                對于人體進行運動捕捉時,經常需要在人體的各個關節和骨性標志處貼上反光球,通過紅外高速攝像機拍攝反光點的運動軌跡,隨后進行分析和處理,還原人體在空間的運動。
                近些年來,隨著計算機科學的發展,另一種非Marker點的技術正在迅速發展,該方法主要利用圖像識別和分析技術,直接對計算機拍攝的圖像進行分析。但該技術最容易受環境干擾,光線、背景、遮擋等變量都可能對捕捉效果產生較大的影響。
                慣性式動作捕捉
                另外一種較為常見的動作捕捉是基于慣性傳感器(Inertial Measurement Unit, IMU)的動作捕捉,實際上就是將芯片集成封裝成小的模塊綁定在身體的各個環節,通過芯片記錄的人體環節的空間運動,后期通過計算機進行算法分析從而轉化為人體的運動數據。
                由于慣性捕捉主要是在環節點固定慣性傳感器,通過傳感器的運動計算位置變化,因此,慣性捕捉不容易受到外界環境的影響。
               

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