VR惯性式动作捕捉系统解析及典型方案

虚拟现实沦为了目前最不受注目的智能设备，为了带给较好的体验，VR设备对硬件明确提出了更高的拒绝，传感器就是其中关键的一部分。虚拟现实中的传感设备主要还包括两部分：一部分用作嵌入式而穿着于操作者身上的立体头盔显示器、数据手套、数据衣等，另一部分是用作准确感官而设置在现实环境中的各种视觉、听力、触觉、力觉等。　　用户想确实转入虚拟世界，动作捕猎系统是必需的，本文将带给惯性式动作捕猎系统的解析以及国内外的解决方案。

　　目前动作捕猎系统有惯性式和光学式两大主流技术路线，惯性式在光学式之后经常出现，但成本便宜、处置流程简单成熟期、几乎动态的数据计算出来和传送机制，让惯性式动作捕猎系统沦为了炙手可热的技术。　　构成：　　动作捕猎系统的一般性结构主要分成三个部分：　　数据采集设备　　数据传输设备　　数据处理单元　　惯性式动作捕猎系统即是将惯性传感器应用于到数据采集末端，数据处理单元通过惯性导航原理对收集到的数据展开处置，从而已完成运动目标的姿态角度测量。　　构建流程：　　在运动物体的最重要节点配戴构建加速度计，陀螺仪和磁力计等惯性传感器设备，传感器设备捕猎目标物体的运动数据，还包括身体部位的姿态、方位等信息，再行将这些数据通过数据传输设备传输到数据处理设备中，经过数据修正、处置后，最后创建起三维模型，并使得三维模型随着运动物体确实、大自然地运动一起。

经过处置后的动捕数据，可以应用于在动画制作，步态分析，生物力学，人机工程等领域。　　传感器如何工作？　　加快计：用来检测传感器受到的加速度的大小和方向的，它通过测量组件在某个轴向的受力情况来获得结果，表现形式为轴向的加速度大小和方向（XYZ），但用来测量设备相对于地面的放置姿势，则精确度不低，该缺失可以通过陀螺仪获得补偿。

　　陀螺仪：工作原理是通过测量三维坐标系内陀螺转子的垂直轴与设备之间的夹角，并计算出来角速度，通过夹角和角速度来判断物体在三维空间的运动状态。它的强项在于测量设备自身的转动运动，但无法确认设备的方位。　　磁力计：磁力计又恰好可以填补上面陀螺仪的那个缺失，它的强项在于定位设备的方位，可以测量出有当前设备与东南西北四个方向上的夹角。

　　通俗来讲，陀螺仪告诉我们否并转了身，加速度计告诉我们运动多长距离，而磁力计则告诉我们的运动方向。在动作捕猎系统中，这三类传感器必须充分利用各自的特长，来跟踪目标物体的运动。

　　三大优势：　　1.技术优势　　惯性式动作捕猎系统收集到的信号量较少，便于动态已完成姿态追踪任务，解算获得的姿态信息范围大、灵敏度低、动态性能好；对捕猎环境适应性低，不不受光照、背景等外界环境阻碍，并且解决了光学动捕系统摄像机监测区域有限的缺点；解决了VR设备常有的遮盖问题，可以精确动态地还原成如下站立、亲吻、打斗等动作。此外，惯性式动作捕猎系统还可以构建多目标捕猎。　　2.用于便利　　使用方便，设备小巧轻巧，便于配戴。

　　3.成本优势　　比起于光学动作捕猎，惯性式动作捕猎系统成本便宜，使得其不但可以应用于影视、游戏等行业，也不利于推展VR设备更慢的走出大众生活。

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