运动捕捉系统原理有哪些

通过布置在视场中的多个光学透镜，从不同角度捕捉固定在人体/物体表面的反射标志的位置信息，并捕捉其动作姿态。根据被捕捉物体/人的不同特征，光学运动捕捉还可以分为未标记点光学运动捕捉系统和标记点光学运动捕捉系统。

(1)未标记的点光学动作捕捉原理:

第一种方法是基于普通视频图像的运动捕捉，提取2D图像中人体关节的坐标，然后根据多摄像机视觉三维测量计算出关节的三维空间坐标。

第二种是基于主动热源照射分离前景和背景信息的红外相机图像的运动捕捉，也称为热运动捕捉。原理和第一个类似。

第三是3D深度信息的运动捕捉。该系统基于结构光编码投影实时获取视场中物体的三维深度信息，根据三维形状检测人体轮廓，提取关节运动轨迹。

总的来说，未标记点运动捕捉还存在一些问题，比如运动精度低、运动变形等。

(2)标记点光学动作捕捉原理:

标志点光学运动捕捉系统通过多个光学相机从各个角度捕捉附着在被捕捉物体/人关键节点上的标志点，并实时传输到数据处理工作站。通过三角测量原理计算出该点的精确空间坐标，进而计算出骨骼的六自由度运动。主动和被动光学动态捕捉根据标记点的类型进行分类。

A.活跃的

以LED为识别点，将LED贴在人体的关节处，然后用电缆连接供电。

优势:

跟踪精度高，识别鲁棒性好。并且自带光源，室内室外皆可使用，不受场地限制。

缺点:

运动-时序编码的LED识别原理依靠摄像头采集每个时刻多个标志点的成像标识ID，破坏了同步性，有效动作帧的采样率低，不适合捕捉快速动作和数据分析；

精度低———LED标记点的可视角度小，往往将两个相机集成在一个光学移动捕捉镜头中进行近距离采集，这种狭窄的基线结构直接影响视觉三维测量的精度；