基于惯性传感器的动作捕捉系统的设计与研究
发布时间：2021-07-11 23:04
惯性动作捕捉是近几年发展起来一种动作捕捉方式。其凭借其独特的廉价性、高集成度和精确性,迅速成为国内外的研究焦点。本文研究了动作捕捉系统的发展背景,分析了动作捕捉系统的发展意义,并结合国内外的趋势,列举出动作捕捉系统的多种方案。并且本文根据以往设计方案的不足之处,提出一种以旋转增量驱动人体模型的设计方案。本课题根据市场需求以及信息采集模块越小越实用的特点,对信息采集模块的电路设计进行了极大的简化。并且本文对MEMS传感器,射频芯片以及MCU的选择和电路的连接给出了详细的论述,阐述了芯片引脚连接的功能,并给出了详细的电路图和数据传输框图。本文把四元数作为数据处理的基本方式,贯穿整个数据处理过程。本文的主要工作及创新点如下:（1）本文根据实验需求制作了人体信息采集模块。本文对制作的信息采集模块进行了单块测试和整体测试,并对肢体部位交叉进行试验,分析动作捕捉效果,证明了设计的优良性。（2）本文利用旋转增量驱动人体模型,解决传感器固定的敏感问题。并针对此方案进行实验验证,证实了此方案的可行性及优越性。本文将Slerp插值运用到数据处理上,并将Slerp处理结果与DMP数据处理结果进行动态分析和静...
【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Gypsy6机械式动作捕捉系统
基于惯性传感器的动作捕捉系统的设计与研究声学方案则是在目标物体上安装一系列的超声波发生器，而目标物体周围的负责接收超声波，由于各个发生器距离接收器的位置不同，所以接收的时间不同，通过时间差可以计算出目标物体的位置。但是这种方案的精度太差。光学方案[13]目前在市场上应用比较广，该方案通过摄像机对目标物体上的标识别，并通过对比相机拍摄的图像相应帧值的差异得出目标物体的运动数据集目标物体的运动。光学设备最大的好处就是只需在目标物体上安置标定点绷带或刚性支架等设备对人体运动的束缚。但是该设备的运动数据的解算过杂，需要运算速度较快的处理器。而且此方案成本太高，一套设备至少几十制约了动作捕捉市场的发展。代表产品有 Kestrel Digital Real Time System。
图 1-3 True Motion TM 惯性动作捕捉系统动漫产业[20]，影视制作[21]等领域的发展需求，动作捕捉被提出之后研爱好者的青睐。经过他们在此领域的不断探索，市场上已经发展。但是随着工业化而产生的这些方案也是各有利弊。而市场上却没操作简单的方案，于是惯性动作捕捉的方案应运而生。此方案由于提出就迅速成为研究热点。并且随着近几年科学技术的飞速发展，的需求可以得到满足。于是 Motion Capture[22]方案得到了迅速的发ion Capture 最初的商业化用途是被用于制作数据手套。数据手套[23
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于动作捕捉的无人机运动状态识别[J]. 赵嶷飞,杨明泽. 科学技术与工程. 2018(27)
[2]高速铁路宽带无线通信系统越区切换技术[J]. 刘云毅,赵军辉,王传云. 电信科学. 2017(11)
[3]基于加速度传感器的上肢运动信息采集与姿态识别[J]. 张俊杰,孙光民,李煜,张翼,李俊,闫正祥,马北川,刘天伦. 北京工业大学学报. 2017(07)
[4]微电子机械MEMS陀螺仪的原理和测试方法研究[J]. 钱鸣镝. 集成电路应用. 2017(05)
[5]基于虚拟现实技术的三维影像智能显示系统嵌入式设计[J]. 陈琳,李洁. 现代电子技术. 2017(08)
[6]通信工程中有线传输技术的应用及改进[J]. 陈天健,付智宏,张华飞. 通讯世界. 2016(23)
[7]光学式动作捕捉技术在影视动画中的发展[J]. 黄涵渝,涂凌琳. 决策探索(下半月). 2016(08)
[8]基于九轴传感器的老年人跌倒检测系统设计[J]. 梁高生. 电子世界. 2016(15)
[9]机器人姿态插补的四元数直接逆解方法[J]. 成津赛,张秋菊. 机械科学与技术. 2016(09)
[10]利用四元数改进大旋转角坐标变换模型[J]. 吕志鹏,伍吉仓,公羽. 武汉大学学报(信息科学版). 2016(04)
硕士论文
[1]基于VR与3RPS机构的滑雪模拟器的设计与实现[D]. 周健聪.北京交通大学 2017
[2]基于MEMS传感器的哑铃动作识别与能耗计算系统的设计与实现[D]. 王凯.吉林大学 2017
[3]基于惯性传感的跌倒检测系统的设计与实现[D]. 石天山.电子科技大学 2017
[4]基于惯性传感器的篮球运动姿态识别[D]. 史文哲.大连理工大学 2017
[5]基于体感操控的机器人示教系统的设计与实现[D]. 韩凯吉.天津工业大学 2017
[6]腱驱动灵巧手指结构设计及其运动分析与试验[D]. 孙成远.哈尔滨工业大学 2015
[7]基于多传感器数据采集监测系统设计及在防跌预警中的应用[D]. 罗林锋.江西理工大学 2015
[8]惯性动作捕捉前端设备与数据传输研究[D]. 胡茂晓.山东大学 2015
[9]大规模三维地形可视化与漫游关键技术研究[D]. 徐国富.太原科技大学 2011
[10]三维无线能量传输技术在体内微机电系统中的实验研究[D]. 李杨.华南理工大学 2011
本文编号：3278752
【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Gypsy6机械式动作捕捉系统
基于惯性传感器的动作捕捉系统的设计与研究声学方案则是在目标物体上安装一系列的超声波发生器，而目标物体周围的负责接收超声波，由于各个发生器距离接收器的位置不同，所以接收的时间不同，通过时间差可以计算出目标物体的位置。但是这种方案的精度太差。光学方案[13]目前在市场上应用比较广，该方案通过摄像机对目标物体上的标识别，并通过对比相机拍摄的图像相应帧值的差异得出目标物体的运动数据集目标物体的运动。光学设备最大的好处就是只需在目标物体上安置标定点绷带或刚性支架等设备对人体运动的束缚。但是该设备的运动数据的解算过杂，需要运算速度较快的处理器。而且此方案成本太高，一套设备至少几十制约了动作捕捉市场的发展。代表产品有 Kestrel Digital Real Time System。
图 1-3 True Motion TM 惯性动作捕捉系统动漫产业[20]，影视制作[21]等领域的发展需求，动作捕捉被提出之后研爱好者的青睐。经过他们在此领域的不断探索，市场上已经发展。但是随着工业化而产生的这些方案也是各有利弊。而市场上却没操作简单的方案，于是惯性动作捕捉的方案应运而生。此方案由于提出就迅速成为研究热点。并且随着近几年科学技术的飞速发展，的需求可以得到满足。于是 Motion Capture[22]方案得到了迅速的发ion Capture 最初的商业化用途是被用于制作数据手套。数据手套[23
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于动作捕捉的无人机运动状态识别[J]. 赵嶷飞,杨明泽. 科学技术与工程. 2018(27)
[2]高速铁路宽带无线通信系统越区切换技术[J]. 刘云毅,赵军辉,王传云. 电信科学. 2017(11)
[3]基于加速度传感器的上肢运动信息采集与姿态识别[J]. 张俊杰,孙光民,李煜,张翼,李俊,闫正祥,马北川,刘天伦. 北京工业大学学报. 2017(07)
[4]微电子机械MEMS陀螺仪的原理和测试方法研究[J]. 钱鸣镝. 集成电路应用. 2017(05)
[5]基于虚拟现实技术的三维影像智能显示系统嵌入式设计[J]. 陈琳,李洁. 现代电子技术. 2017(08)
[6]通信工程中有线传输技术的应用及改进[J]. 陈天健,付智宏,张华飞. 通讯世界. 2016(23)
[7]光学式动作捕捉技术在影视动画中的发展[J]. 黄涵渝,涂凌琳. 决策探索(下半月). 2016(08)
[8]基于九轴传感器的老年人跌倒检测系统设计[J]. 梁高生. 电子世界. 2016(15)
[9]机器人姿态插补的四元数直接逆解方法[J]. 成津赛,张秋菊. 机械科学与技术. 2016(09)
[10]利用四元数改进大旋转角坐标变换模型[J]. 吕志鹏,伍吉仓,公羽. 武汉大学学报(信息科学版). 2016(04)
硕士论文
[1]基于VR与3RPS机构的滑雪模拟器的设计与实现[D]. 周健聪.北京交通大学 2017
[2]基于MEMS传感器的哑铃动作识别与能耗计算系统的设计与实现[D]. 王凯.吉林大学 2017
[3]基于惯性传感的跌倒检测系统的设计与实现[D]. 石天山.电子科技大学 2017
[4]基于惯性传感器的篮球运动姿态识别[D]. 史文哲.大连理工大学 2017
[5]基于体感操控的机器人示教系统的设计与实现[D]. 韩凯吉.天津工业大学 2017
[6]腱驱动灵巧手指结构设计及其运动分析与试验[D]. 孙成远.哈尔滨工业大学 2015
[7]基于多传感器数据采集监测系统设计及在防跌预警中的应用[D]. 罗林锋.江西理工大学 2015
[8]惯性动作捕捉前端设备与数据传输研究[D]. 胡茂晓.山东大学 2015
[9]大规模三维地形可视化与漫游关键技术研究[D]. 徐国富.太原科技大学 2011
[10]三维无线能量传输技术在体内微机电系统中的实验研究[D]. 李杨.华南理工大学 2011
本文编号：3278752
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