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| 导语

对于第一次听说动作捕捉的大多数人而言，动作捕捉听起来是一个"高级"同时“摸不清门路”的词汇。它作为虚拟与现实的沟通桥梁，被应用于科学研究、影视制作、虚拟主播、体育运动、步态分析等广泛领域，为虚拟现实应用提供了解决方案。近些年，元宇宙概念的提出，越来越多的用户涉及到动作捕捉，动作捕捉的核心亮点无疑成为了关注焦点。怎样更好地把动作捕捉的优势充分发挥出来，让使用者更加清晰明了地了解它的特性，是此篇文章的目的。

动捕专题

首先，提到惯性动作捕捉系统都会发出疑问，什么是惯性动作捕捉？惯性动作捕捉是一种新型的人体动作捕捉技术，它利用惯性传感器捕捉目标物体的运动数据，采用无线传输的方式将数据呈现在上位机软件中，最终建立三维模型，并使三维模型随着运动物体动起来。正是因为惯性动作捕捉系统的低成本性、便捷使用性和高适应性，深受使用者青睐。

惯性动作捕捉系统的组成

惯性传感器

惯性传感器之间采用无线连接方式，避免了线的束缚。采用400mAh聚合物锂离子电池，续航大约3小时。每个传感器采用了2.4GHz/5.8GHz双频通信，很好地解决了通信拥堵问题，避免了大量关键数据帧的丢失，且长时间工作后动作精度不会下降。

每个惯性传感器加入气压计使动捕系统可以采集人体双脚同时离地、跳跃等动作。数据融合则采用了EKF(扩展卡尔曼滤波)算法，将加速度、角速度、磁力值进行了深度数据融合，从而输出高精度的姿态数据。且每个惯性传感器还加入了抗磁干扰算法，使其适应一定的磁场干扰环境。

每个惯性传感器都经过了温度补偿、振动测试、零点校准等工艺流程，从而使得质量得到保证。

充电插排

充电插排可同时为17个惯性传感器集中充电。使用时先将电源适配器的插头插入充电底座后，再插入另一端电源插头，然后按下插排的“圆形”开关按键。当按键与惯性传感器灯光同时亮起，说明传感器开始正常充电，充满电时长约需2小时。

充电插排实际图

路由器

路由器作为接收惯性传感器信号、同步惯性传感器时间、管理数据重传、同步第三方厂商设备、与PC端软件通信等枢纽。与惯性传感器之间支持无线时间同步，同步精度小于10微秒。当惯性传感器开机后，会自动搜寻路由器的无线同步信号以同步自身的时钟。

MotionVenus®软件

MotionVenus®是FOHEART MAGIC的上位机软件系统，主要功能包括设备管理、数据处理、姿态拟合、数据转发、融合第三方设备数据、视频录制、实时显示3D人物、实时显示各项数据及转发数据。

全新特性

01/路由器与传感器支持数据同步

路由器与惯性传感器之间支持无线时间同步，同步精度小于10微秒。当惯性传感器开机后，会自动搜寻接收器的无线同步信号以同步自身的时钟。且接收器提供隔离同步输入和非隔离同步输出两种BNC接口。

02/双频通信

路由器与传感器之间支持2.4GHz/5.8GHz双频数据通信，支持手动/自动信道切换。其中能够使用的无线信道一共有39个（具体允许使用的信道请参考当地法律法规）。其中1~13信道为2.4GHz信道，14~39信道为5.8GHz信道。信道序号值和真实物理信道的映射表如下：

03/可连接第三方设备

可连接第三方设备，例如：数据手套、表面肌电、足底压力板等。

04/支持多套同时显示使用

一个MotionVenus®上位机软件支持多套动作捕捉设备同时使用，多套不需要开多个软件。软件显示3D人物数量理论没有上线，而在于路由器连接动捕设备的数量。多套设备同时使用时，屏幕会显示相对应的人物模型，且每套设备可独立操作。

05/视频同步录制

上位机软件可以外接摄像机，可同时录制视频。

06/固件升级

 惯性传感器或路由器的固件程序升级之后可通过功能模块来对硬件固件进行升级。这对软硬件优化调试有很大的帮助。

应用领域

最后，随着元宇宙概念的兴起，虚拟现实技术蓬勃发展，惯性动作捕捉技术在新兴行业彰显出别具一格的闪光点。在未来，孚心定会在动捕方面为大家创造更多惊喜~

部分图片来源：网络

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