xsensmvn惯性动作捕捉系统

1. 如何选择动作捕捉系统

选择动作捕捉系统没有统一的标准，用户应充分衡量自身的需求和一般使用情况，回通常可以采取以下步答骤筛选最适合自身使用的系统：
1. 一般情况下，注重综合性能的，包括精度、动作数据质量和适用性等，首先考虑被动式光学系统，可以得到很好的精度和动作效果，适用性强，是现有动作捕捉技术中最为成熟的一种，应用案例最多，经典的电影特效和CG作品中大多采用这种技术，较为实用，适合多数用户使用。产品有Vicon、魔神、天远等光学动作捕捉系统。
2. 强调室外应用并且具备较好的定位精度的，考虑主动式光学系统，尽管在其他性能方面做出一定程度的让步，但可以兼顾室外应用和定位精度的特殊应用需求。产品有Phasespace等主动式光学动作捕捉系统。
3. 强调室外应用并且运动范围几乎不受限制的，考虑惯性式系统，系统受环境约束很少，前提是对动作质量要求不高。产品有Xsens、3D Suit等惯性动作捕捉系统。
4. 强调便捷性，特别是应用于人机交互、动作识别领域，对动作精度、质量及可靠性要求较低的，考虑无标记点式系统，如微软的Kinect传感器，在实用性和成本方面是其它系统无法比拟的。

2. 动作捕捉技术是什么原理

动作捕捉字面意思可以直观地理解为通过各种技术手段记录被观察对象（人或物，或是动物）的动作，并做有效的处理。从专业角度来看，动作捕捉是一项能够实时地准确测量、记录运动物体在实际三维空间中的各类运动轨迹和姿态，并在虚拟三维空间中重构这个物体每个时刻运动状态的高新技术。

既然是一项技术，那么总是有各类不同方式实现这项技术的。动作捕捉技术现阶段可以分为以下几种：光学式，惯性式，机械式，声学式，电磁式。

光学式动作捕捉，顾名思义，是通过光学原理来完场物体的捕捉和定位的。是通过光学镜头捕捉固定在人体或是物体上面的marker的位置信息来完成动作姿态捕捉。光学式动作捕捉依靠一整套精密而复杂的光学摄像头来实现，它通过计算机视觉原理，由多个高速摄像机从不同角度对目标特征点进行跟踪来完成全身的动作的捕捉。光学动作捕捉可分为被动式和主动式两种。这个分类是从marker来区别的。主动式是指marker是主动发光甚至可以自带ID编码的，这样镜头在视野中可以通过marker自身发光来观测它，并记录捕捉到其的运动轨迹。而被动式光学动作捕捉是通过镜头本身自带的灯板发出特定波长的红外光，照射到marker上，marker是通过特殊反光处理，可以反射镜头灯板发出的红外光，这样镜头就能在视野里捕捉记录该marker的运动轨迹。

惯性动作捕捉则是采用惯性导航传感器AHRS(航姿参考系统)、IMU(惯性测量单元)测量被捕捉者或物体的运动加速度、方位、倾斜角等特性。惯性动作捕捉需要各类无线控件，电池组，传感器等一些配件。类似一个整装衣服穿在身上，通过各个部位的传感器来捕捉人体或物体的数据。

目前主流的动作捕捉技术是惯性动作捕捉与光学动作捕捉。光学动作捕捉中，由于主动式marker需要供电，在固定marker时需要的配件和线路会影响使用，所以现在主流使用的光学动作捕捉几乎为被动式光学动捕。与被动式光学动作捕捉亚毫米级的精度相比，惯性动作捕捉的误差随着时间而累积，精度上不如被动式光学动作捕捉；在使用环境上，由于惯性动作捕捉的传感器长时间暴露在磁场中可能会造成传感器磁化，所以在使用时要远离磁场（包括但不限于电脑、键盘、电视等）。在自动化控制、运动分析、步态分析、虚拟现实、人机工效、影视动画等领域，被动式光学动作捕捉往往更具优势。考虑到惯性动作捕捉相对被动式光学动作捕捉具有的价格优势，在一些对精度要求不那么高的领域（如部分电影电视中的人群的动作捕捉），往往会选用惯性动作捕捉。