VR 里的惯性式动作捕捉系统究竟是什么？

本篇文章1741字，读完约4分钟

编者按:这篇文章是g-可穿戴设备的贡献。g-可穿戴的stepvr是一款完全沉浸式的虚拟现实设备，集成了室内定位、运动捕捉和手势识别等多种vr技术，属于国内惯性运动捕捉产品。

2016年，虚拟现实商业化和大众化的世界浪潮正在向我们袭来。虚拟现实是交互模式的新革命。人们正在改变交互模式，从界面到空.这种互动强调沉浸感，用户希望完全沉浸其中，真正“进入”虚拟世界。运动捕捉系统是必要的。可以说，动作捕捉技术是虚拟现实产业的隐形钥匙。

目前，运动捕捉系统有两种主流技术路线:惯性和光学。尽管惯性技术出现的时间比光学晚，但由于其超低的成本、简单成熟的处理流程以及完整的实时数据计算和返回机制，它已经成为一种更受欢迎的技术。接下来，我们将分析惯性运动捕捉系统。

惯性运动捕捉系统的原理？

运动捕捉系统的总体结构主要分为三个部分:

数据采集设备、数据传输设备、数据处理单元、惯性运动捕捉系统将惯性传感器应用于数据采集端，数据处理单元通过惯性导航原理对采集的数据进行处理，从而完成对运动目标的姿态角测量。

具体实施过程如下:

惯性传感器设备，如加速度计、陀螺仪和磁力计，被佩戴在移动物体的重要节点上。传感器设备捕获目标对象的运动数据，包括身体部位的姿势和方向，然后通过数据传输设备将这些数据传输到数据处理设备。经过数据校正和处理，最终建立了一个三维模型，使得三维模型能够随运动物体真实自然地运动。处理后的动态捕捉数据可用于动画、步态分析、生物力学、人机工程学等领域。

接下来，让我们具体看看加速度计、陀螺仪和磁力计是如何工作的。

加速度计:用于检测传感器接收到的加速度的大小和方向。它可以通过测量部件在某一轴向上的应力来获得结果，该应力表示为轴向加速度(xyz)的大小和方向。然而，当用于测量设备相对于地面的放置姿态时，精度不高，这种缺陷可以通过陀螺仪来补偿。

陀螺仪:工作原理是在三维坐标系中测量陀螺仪转子垂直轴与设备之间的夹角，计算角速度，通过夹角和角速度判断物体在三维空中的运动状态。它的力量在于测量设备本身的旋转运动，但它不能确定设备的方向。

磁力仪:磁力仪可以弥补上面陀螺仪的缺陷。它的优势在于定位设备的方位，可以测量当前设备与东南西北四个方向的夹角。

在运动捕捉系统中，陀螺传感器用于处理旋转运动，加速度计用于处理线性运动，磁力计用于处理方向。一般来说，陀螺仪知道“我们是否掉头”，加速度计知道“我们移动多长时间”，磁力计知道“我们的移动方向”。在运动捕捉系统中，三个传感器充分利用各自的特点来跟踪目标物体的运动。

惯性运动捕捉系统的优势是什么？

一是技术优势:惯性运动捕捉系统采集的信号量少，便于实时完成姿态跟踪任务，计算得到的姿态信息范围大、灵敏度高、动态性能好；它对拍摄环境适应性强，不受光照、背景等外界环境的干扰，克服了光学动态拍摄系统摄像机监控范围有限的缺点；克服了虚拟现实设备的遮挡问题，能够准确、实时地恢复以下蹲、抱、摔等动作。此外，惯性运动捕捉系统还可以实现多目标捕捉。

其次，它具有使用方便的优点:使用方便，设备小巧轻便，易于佩戴。

还有一个成本优势:与光学运动捕捉相比，成本较低，这使得它不仅适用于电影电视、游戏等行业，而且有利于促进虚拟现实设备更快地进入公众生活。

总的来说，惯性运动捕捉技术对捕捉环境具有很高的适应性，其技术、成本和方便的优势使其在影视动画、体验式互动游戏、虚拟工作室、现实生活模拟练习、体能训练、医疗康复等领域有着优异的表现。

什么是惯性运动捕捉系统产品？

目前，世界上最具代表性的产品是荷兰xsens公司开发的xsens mvn惯性运动捕捉系统和美国innalabs公司开发的3d西服惯性运动捕捉系统。

Mvn是一个全身莱卡套装(或绷带)，易于使用。用户可以在15分钟内设置好整个系统。它采用先进的微型惯性传感器、生物力学模型和传感器融合算法，拥有17个惯性跟踪器，可跟踪6个自由度的人体运动。

Xsens mvn具有快速的周转时间和稳定无误的数据传输，可节省高达80%的后处理时间。

这篇文章由读者提交，并不代表36英寸的立场。如果转载，请注明出处

“读完这篇文章还不够吗？如果你也开始创业，希望你的项目被报道，请点击这里告诉我们！”