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廠家供應(yīng)動作捕捉數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)
閱讀:516 發(fā)布時間:2022-2-28美國motionmonitorTM 一站式動作實時捕捉與多源數(shù)據(jù)*實時同步分析系統(tǒng)
整合能力強(qiáng)、的實時3D運(yùn)動捕捉分析系統(tǒng),可集成各捕捉分析硬件,數(shù)據(jù)實時同步分析,用于涉及復(fù)雜運(yùn)動分析的臨床、生物力學(xué)、神經(jīng)控制和運(yùn)動醫(yī)學(xué)應(yīng)用。
美國MotionMonitor是套一站式交鑰匙3D運(yùn)動捕捉系與分析統(tǒng),旨在集成各種硬件,包括但不限于運(yùn)動跟蹤器、EMG()、測力臺、儀器式跑步機(jī)、儀器式樓梯、手傳感器、EEG腦電圖、定量腦電圖(quantitative EEG,qEEG)系統(tǒng)、數(shù)字視頻、事件標(biāo)記和其他模擬設(shè)備、虛擬現(xiàn)實和觸覺設(shè)備,同時*實時同步采集、分析多源數(shù)據(jù)。
從豐富分析工具集合中生成的數(shù)據(jù)可立即通過所有數(shù)據(jù)輸出的圖形顯示進(jìn)行回放。令人驚嘆的3D計算機(jī)渲染對象動畫可以被視為骨架、簡筆畫或人形。集成使用市場上廣泛硬件實現(xiàn)對人體運(yùn)動、大腦活動、眼球運(yùn)動、肌肉募集和作用在身體上的外力實時測量。
MotionMonitor可以集成和準(zhǔn)確定位市場上運(yùn)動、運(yùn)動所有主流廠家硬件,數(shù)據(jù)*同步。確保您選擇的組件協(xié)同工作,并使用的計算機(jī)渲染和圖形顯示實時呈現(xiàn)。數(shù)據(jù)輸出包括關(guān)節(jié)力和力矩,以及從虛擬環(huán)境同步接收的用戶定義變量,以及所有運(yùn)動和動力學(xué)數(shù)據(jù),包括用自上而下或自下而上的逆動力學(xué)模型計算的聯(lián)合力和矩。為您*的研究需求提供全面、系統(tǒng)化、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)可在不需要編程的直觀下拉菜單中使用。用戶可編寫腳本定義額外的數(shù)據(jù)和事件,并與統(tǒng)計模塊一起擴(kuò)展固有功能。
使用該系統(tǒng)您可以集成各種硬件,并實時同步動作分析所有方面:
·自定義全面解決方案,以確保您實現(xiàn)研究目標(biāo)......
確定哪種技術(shù)和配置對于您的*需求是的
·集成市面上任何動作捕捉分析硬件,以利用每種技術(shù)的優(yōu)勢,確保性比價。
Delsys慣性測量單元同步數(shù)據(jù)采集分析系,動作測量數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng),多個動作運(yùn)動捕捉分析系統(tǒng)整合,3d動作捕捉系統(tǒng),全身動作運(yùn)動捕捉分析系統(tǒng),人身動作運(yùn)動捕獲分析系統(tǒng),運(yùn)動測量數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng),Haw動作捕捉相機(jī)同步數(shù)據(jù)采集分析系,全身體動作運(yùn)動收集分析系統(tǒng),全身體動作運(yùn)動抓捕分析系統(tǒng)
·避免處理多個供應(yīng)商的麻煩,MotionMmonitor支持團(tuán)隊一鍵式呼叫將解決硬件和軟件相關(guān)問題。
·便捷、強(qiáng)大、的分析:
系統(tǒng)內(nèi)置的下拉菜單,一鍵式按鈕進(jìn)行全面、系統(tǒng)化的高質(zhì)量數(shù)據(jù)分析,也可以自定義界面,創(chuàng)建圖標(biāo)驅(qū)動接口,便于快速和簡單的設(shè)置,集合和分析過程。圖標(biāo)確保以所有運(yùn)算符以一致方式收集數(shù)據(jù),從而減少了過程中的錯誤引入。
該系統(tǒng)是動作運(yùn)動捕捉分析業(yè)界集成能力強(qiáng)的平臺,包含但不僅限于如下品牌:
- 美國Ascension的 trakSTAR位置跟蹤器
- Polhemus 的 Fastrak位置跟蹤器
- Polhemus 的Polhemus 的Patriot位置跟蹤器
- Polhemus 的Liberty 位置跟蹤器
- Polhemus 的G4位置跟蹤器
- Motion Analysis Corp的Haw動作捕捉相機(jī)
- Motion Analysis Corp的Eagle動作捕捉相機(jī)
- Motion Analysis Corp的Osprey 動作捕捉相機(jī)
- Motion Analysis Corp的Kestrel 動作捕捉相機(jī)
- Qualisys 的 Oqus動作捕捉相機(jī)
- Qualisys 的 Miqus相機(jī)
- VICON 的 Vero相機(jī)
- VICON 的 Bonita相機(jī)
- VICON 的 Vantage相機(jī)
- VICON 的 T 系列相機(jī)
- VICON 的 MX 相機(jī)
- Natural Point 的 Optitrak Flex 動作捕捉相機(jī)
- Natural Point 的 OPrime 動作捕捉相機(jī)
- PhaseSpace 的 Impulse 和 Impulse2動作捕捉手套、相機(jī)和捕捉系統(tǒng)
- Phoenix Technologies Incorporated 的 Visualeyez 3D動作捕捉系統(tǒng)
- thern Digital 的 Optotrak 3020 和 Certus
- Metria Innovation 的 MPT 莫爾相位跟蹤系統(tǒng)
- Xsens慣性測量單元
- Delsys慣性測量單元
- APDM慣性測量單元
- InterSense慣性測量單元
- Bertec測力臺
- AMTI 測力臺
- Kistler 測力臺
- Bertec儀表式樓梯
- AMTI 儀表式樓梯
-bertec儀表式跑步機(jī)(提供跑步機(jī)的實時動態(tài)控制)
-ATI微型稱重傳感器
-AMTI微型稱重傳感器
-Bertec 微型稱重傳感器
為什么選擇該系統(tǒng)?
-集各家之長為我所用,系統(tǒng)化全面的數(shù)據(jù)及分析、整合
●一套交鑰匙3D動作與運(yùn)動捕捉、分析系統(tǒng),平臺旨在分析各種動作與運(yùn)動的所有方面
●集各家之長為我所用:支持并提供廣泛市面上幾乎所有動作、運(yùn)動硬件
●能夠?qū)⒛难芯哭D(zhuǎn)化為您自己的臨床、教學(xué)、人體工程學(xué)或運(yùn)動應(yīng)用
●全套、完整的多多尺度的生物力學(xué)研究和康復(fù)軟件
●根據(jù)需求一站式靈活選配,滿足各種運(yùn)動與動作捕捉、監(jiān)測、分析
●提供更加全面化、系統(tǒng)化的運(yùn)動動作捕獲分析數(shù)據(jù)(包括骨骼、肌肉、血管、神經(jīng)以及外部刺激等)
●完整的一站式交鑰匙3D動作捕捉分析系統(tǒng):集成所有市面主流動作、運(yùn)動硬件之長,全面系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)深挖、分析、整合。
●支持從廣泛的硬件(所有市面主流動作、運(yùn)動硬件)進(jìn)行實時采集。
●使用測力臺、手傳感器、EMG、眼動追蹤、視頻、EEG、虛擬現(xiàn)實、觸覺和模擬數(shù)據(jù)同步采集運(yùn)動數(shù)據(jù),簡化采集和分析。
●通過原始或處理數(shù)據(jù)的圖形顯示提供即時回放。
●無需編程工作——從設(shè)置到數(shù)據(jù)收集再到分析,操作可以通過單選按鈕和下拉菜單完成。
●提供跨各種硬件系統(tǒng)的通用軟件平臺,可取各家之長、更高性價比。
●廣泛的功能和能力的多樣性,支持各種應(yīng)用程序。
●市場上的數(shù)據(jù)采集、分析和可視化系統(tǒng)可測量人體運(yùn)動、動作的所有方面。
基礎(chǔ)硬件:motionmonitor可集成各種捕捉硬件的系統(tǒng)裝置及*同步采集分析多源數(shù)據(jù)的軟件
據(jù)您的需求量身定制的方案幫助您確定合適的motionmonitor系統(tǒng)配置(臺式機(jī)或各種便攜式筆記本配置中選擇)
支持各種捕捉技術(shù):確保技術(shù)性價比
我們幫助您應(yīng)用選擇、配置和測試佳運(yùn)動學(xué)技術(shù)或技術(shù)混合、組合。
包括電磁跟蹤器、莫爾相位跟蹤器、慣性測量單元、無標(biāo)記光學(xué)相機(jī)、主動光學(xué)相機(jī)、被動光學(xué)捕捉相機(jī)、無源光學(xué)相機(jī)等等
支持各種外圍設(shè)備:實現(xiàn)人體動作捕捉分析所有方面
我們幫助您選擇并集成外圍系統(tǒng),確保實現(xiàn)您*的目標(biāo)。
各種捕捉相機(jī)、位置跟蹤器、EMG()、測力臺、儀器式跑步機(jī)、儀器式樓梯、手傳感器、EEG腦電圖、定量腦電圖(quantitative EEG,qEEG)系統(tǒng)、數(shù)字視頻、事件標(biāo)記和其他模擬設(shè)備、虛擬現(xiàn)實和觸覺設(shè)備等等。
脊椎按摩療動作捕捉分析系統(tǒng),三維動作捕獲系統(tǒng),全身動作采集分析系統(tǒng),平衡評估動作捕捉分析系統(tǒng),3d動作捕捉系統(tǒng),跟蹤內(nèi)部標(biāo)志動作捕捉分析系統(tǒng),3D動作采集分析系統(tǒng),人體運(yùn)動評估篩選再訓(xùn)練系統(tǒng),步態(tài)報告采集分析系統(tǒng),Haw動作捕捉相機(jī)同步數(shù)據(jù)采集分析系
一站交鑰匙式服務(wù):避免處理多個供應(yīng)商的麻煩,MotionMmonitor支持團(tuán)隊一鍵式呼叫將解決硬件和軟件相關(guān)問題:
步態(tài)同步數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng),全身體動作運(yùn)動收集分析系統(tǒng),腦電同步數(shù)據(jù)采集分析系,身體全部動作運(yùn)動捕捉分析系統(tǒng),動作捕捉數(shù)據(jù)整合系統(tǒng),Haw動作捕捉相機(jī)同步數(shù)據(jù)采集分析系,人身動作運(yùn)動捕獲分析系統(tǒng),頭部和脊柱追蹤測試分析系統(tǒng),動作所有數(shù)據(jù)同步分析系統(tǒng),運(yùn)動/動作捕捉分析系統(tǒng)
我們進(jìn)行現(xiàn)場安裝和培訓(xùn),旨在專注于您的特定應(yīng)用,目標(biāo)是收集有意義的數(shù)據(jù)。
典型應(yīng)用簡介:
MotionMonitor在涉及人體運(yùn)動研究的廣泛應(yīng)用中提供實時解決方案。旨在分析人體運(yùn)動的所有方面,從可能影響人體運(yùn)動的外部刺激開始;響應(yīng)該模擬的大腦活動的測量和可視化;然后測量和分析影響運(yùn)動所需的肌肉募集;報告標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動 學(xué)和由此產(chǎn)生的聯(lián)合力。刺激以各種格式進(jìn)行監(jiān)控,從一維目標(biāo)到在WorldViz和Unity中創(chuàng)建的3D沉浸式虛擬。視覺刺激呈現(xiàn)在簡單的平面屏幕、頭戴式顯示器、立體投影屏幕和的Bertec沉浸式穹頂上。大腦活動從 3 個不同的 EEG 系 統(tǒng)同步捕獲,提供輕松識別事件和關(guān)聯(lián)運(yùn)動的能力。所有的 EMG 系統(tǒng)都對肌肉募集進(jìn)行了物理測量。此外,可以使用具有用戶定義的優(yōu)化程序的集成肌肉模型對單個肌肉活動進(jìn)行建模。反向動力學(xué)來自 10 個不同的動作捕捉系統(tǒng)和所有的測力臺生產(chǎn)商收集的數(shù)據(jù)。 軟件在用于捕獲數(shù)據(jù)的技術(shù)的廣度和它所包含的分析深度方面。
1、生物力學(xué)與生命科學(xué)
我們的方案裝置支持從骨科到運(yùn)動機(jī)能學(xué)、運(yùn)動科學(xué)、運(yùn)動訓(xùn)練、力量與調(diào)節(jié)和運(yùn)動醫(yī)學(xué)的生命科學(xué)研究。功能包括:
多種可視化方法,以有效的方式顯示您需要的數(shù)據(jù),包括文本;條形圖或時間序列圖;動畫;或 3D 可視化。
無需編程即可從下拉菜單中獲取原始和處理過的數(shù)據(jù),例如運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)。用戶定義的公式和腳本允許對步態(tài)分析、平衡、伸手和抓握等進(jìn)行特定于應(yīng)用程序的分析。
各種生物力學(xué)建模功能,包括自定義關(guān)節(jié)中心定義和局部坐標(biāo)系的能力。支持標(biāo)準(zhǔn)方法,例如國際生物力學(xué)協(xié)會 (ISB) 的建議和用戶定義的模型。可以跟蹤、分析和可視化手、足和脊柱的各個骨骼。
CT-MRI 配準(zhǔn),用于創(chuàng)建具有特定主題骨骼幾何形狀的 3D 渲染。解剖標(biāo)志可以從掃描中自動提取并用于定義生物力學(xué)模型。
集成肌肉建模,使用用戶定義或?qū)氲?OpenSim 模型,直接從運(yùn)動捕捉數(shù)據(jù)中可視化和分析肌肉力和力矩。
支持多種運(yùn)動捕捉技術(shù),包括相機(jī)、慣性和電磁傳感器。多種運(yùn)動學(xué)技術(shù)可以組合成一個實時混合運(yùn)動捕捉系統(tǒng),以同時利用每種技術(shù)的優(yōu)勢。
二、神經(jīng)科學(xué)與運(yùn)動控制
幫助科學(xué)家解決神經(jīng)系統(tǒng)、感覺和肌肉骨骼系統(tǒng)以及身體在物理中的運(yùn)動之間的功能聯(lián)系問題
人體運(yùn)動源于神經(jīng)、肌肉和骨骼系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)互動。盡管了解運(yùn)動神經(jīng)肌肉和肌肉骨骼功能的潛在機(jī)制,但目前還沒有對復(fù)合神經(jīng)肌肉骨骼系統(tǒng)中神經(jīng)機(jī)械相互作用的相關(guān)實驗理解。這是理解人類運(yùn)動的主要挑戰(zhàn)。
為了解決這個問題,MotionMonitor開發(fā)了綜合多尺度建模平臺,包括肌肉、骨骼和神經(jīng)模型等等。我們使用的高密度 (HD-EMG) 與盲源分離相結(jié)合,將干擾 HD-EMG 信號識別到由同時控制許多肌肉纖維的脊髓運(yùn)動神經(jīng)元放電的尖峰列車集合中。我們開發(fā)了由體內(nèi)運(yùn)動神經(jīng)元放電驅(qū)動的多尺度肌肉骨骼建模公式,用于計算所得肌肉骨骼力的高保真估計。這將使神經(jīng)控制的肌肉組織如何與骨骼組織相互作用的分析能力,因此將為了解神經(jīng)肌肉/骨科疾病的病因、診斷和治療開辟新的途徑。
全身動作捕捉系統(tǒng),人體運(yùn)動動作綜合捕捉分析系統(tǒng),運(yùn)動多種生物力學(xué)建模系統(tǒng),舉重動作捕捉分析系統(tǒng),眼球追蹤和3D凝視捕捉分析系統(tǒng),APDM慣性測量單元同步數(shù)據(jù)采集分析系,脊椎按摩療動作捕捉分析系統(tǒng),各種運(yùn)動動作捕獲分析裝置,騎行動作捕捉分析系統(tǒng),棒球運(yùn)動監(jiān)視器測試分析系統(tǒng)
神經(jīng)科學(xué)和運(yùn)動控制的研究受益于內(nèi)置于我們方案的各種硬件和分析。
使用任何 Tobii 頭戴式眼動追蹤系統(tǒng)來捕捉與其他數(shù)據(jù)同步的實時 3D 眼動數(shù)據(jù)。分析視線交叉點。
使用 Biosemi 或 AntNeuro 硬件捕獲 EEG 數(shù)據(jù)。適用于坐姿、站立和活躍的任務(wù)。根據(jù)其他運(yùn)動學(xué)數(shù)據(jù)在 EEG 數(shù)據(jù)中創(chuàng)建用戶定義的興趣點。
實時呈現(xiàn)視覺、聽覺和觸覺提示。可以使用簡單的幾何形狀、條形圖或時間序列圖或特定于應(yīng)用程序的視覺效果(如紅綠燈)以多種方式呈現(xiàn)用戶定義的視覺提示。
使用 監(jiān)視器r 與 Unity 和 World Viz 的雙向通信將視覺反饋擴(kuò)展到虛擬現(xiàn)實。 3D 可視化可以以多種方式呈現(xiàn)。一些例子包括:
手部實驗室:專為上肢研究設(shè)計的立體屏幕和桁架系統(tǒng)。為主體提供與屏幕上或屏幕前呈現(xiàn)的 3D 虛擬對象進(jìn)行交互的能力。
沉浸式顯示器:一個完整的硬件和軟件解決方案,當(dāng)手臂的可視化被隱藏或擾動時,使用同位半鏡屏幕進(jìn)行研究。
綜合研究環(huán)境系統(tǒng) (IRES):與 Bertec 合作創(chuàng)建的研究質(zhì)量環(huán)境。配備帶 3D 動作捕捉系統(tǒng)和儀表跑步機(jī)的沉浸式 VR 圓頂。
三、康復(fù)與人體工程學(xué):
我們的方案裝置可以協(xié)助師、運(yùn)動訓(xùn)練師和人體工程學(xué)專家進(jìn)行評估、篩查和再培訓(xùn):
實時信息提供了評估績效并向工作人員或患者提供即時反饋的能力。
同步的外圍數(shù)據(jù),例如 EMG 和測力臺,允許對可能導(dǎo)致運(yùn)動的其他因素進(jìn)行運(yùn)動學(xué)之外的研究。
用戶定義的、圖標(biāo)驅(qū)動的界面為您*的協(xié)議提供定制,以確保可靠和簡單的數(shù)據(jù)收集和分析。
實時生物反饋和虛擬現(xiàn)實,使用多種方式顯示數(shù)據(jù),將評估擴(kuò)展到訓(xùn)練和行為改變。
原始的、處理過的或用戶定義的數(shù)據(jù)允許評估康復(fù)技術(shù)或工作場所環(huán)境的有效性。可以立即生成自定義報告以與臨床醫(yī)生、風(fēng)險管理人員和其他人共享此數(shù)據(jù)。
在數(shù)據(jù)收集過程中,可以跟蹤、動畫和分析真實的物體,例如工具或茶杯,以監(jiān)控工人或患者與周圍環(huán)境的互動。
定制的交鑰匙解決方案,包括便攜式系統(tǒng),使用各種動作捕捉技術(shù),允許在任何環(huán)境下收集數(shù)據(jù)。
四、運(yùn)動生物力學(xué)
我們的方案裝置通過許多*的功能提供監(jiān)控運(yùn)動員和提高表現(xiàn)的能力,包括:
使用佳的運(yùn)動跟蹤技術(shù)來跟蹤、動畫和分析運(yùn)動員的運(yùn)動和運(yùn)動對象,如高爾夫、擊球、投球、網(wǎng)球、保齡球、騎自行車等。
執(zhí)行運(yùn)動特定分析以進(jìn)行評估、篩選和重返賽場。
以各種方法訪問和可視化數(shù)據(jù),包括報告摘要、條形圖和時間序列圖、自定義動畫和跟蹤。
使用音頻反饋為培訓(xùn)和性能增強(qiáng)提供實時反饋。使用虛擬現(xiàn)實擴(kuò)展實時反饋,為運(yùn)動員創(chuàng)造身臨其境的體驗。
使用我們的運(yùn)動監(jiān)視器特殊用途應(yīng)用程序?qū)μ囟ㄟ\(yùn)動或與運(yùn)動相關(guān)的運(yùn)動進(jìn)行簡化的數(shù)據(jù)收集和分析,例如:
運(yùn)動監(jiān)視器跳躍版: PT、AT 和教練的理想工具,可使用反向運(yùn)動、深蹲或俯沖快速評估生物力學(xué)和神經(jīng)肌肉性能。
棒球運(yùn)動監(jiān)視器:研究質(zhì)量的動作捕捉解決方案,具有用于跟蹤和分析球員投球和擊球動作的簡化流程。
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我公司另外同一站式細(xì)胞組織材料生物力學(xué)和生物打印等生物醫(yī)學(xué)工程科研服務(wù)-10年經(jīng)驗支持,
針對體育運(yùn)動的3D動作捕捉系統(tǒng)指南
近年來,動作捕捉在消費、醫(yī)療、工業(yè)等不同級別的產(chǎn)品數(shù)量都在不斷增加,體育人士必須緊跟的產(chǎn)品和的應(yīng)用實踐。
動作捕捉在運(yùn)動和醫(yī)療健康行業(yè)的應(yīng)用近年一直在增長,特別是在競技和康復(fù)治療領(lǐng)域。隨著技術(shù)從研究機(jī)構(gòu)逐漸延伸至臨床和商業(yè)培訓(xùn)領(lǐng)域,如何利用這些數(shù)據(jù)助力商業(yè)決策和行業(yè)擴(kuò)展面臨進(jìn)一步挑戰(zhàn)。
在本文中,我們著眼于國內(nèi)外動作捕捉系統(tǒng)中的一些產(chǎn)品,并展示了這一特定技術(shù)的優(yōu)勢和局限性,以及的產(chǎn)品選擇。
什么是3D動作捕捉?
動作捕捉是一個非常寬松的術(shù)語。但是,它通常是指在三個維度上對人體運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。
現(xiàn)在,IMU傳感器已經(jīng)進(jìn)入市場,帶陀螺儀的加速度計看起來就像是真正的動作捕捉,但是用幾個傳感器測量運(yùn)動與捕捉實際運(yùn)動中的身體之間是有區(qū)別的。
提到“動作捕捉"時,大多數(shù)讀者會在身體上構(gòu)想出反射性標(biāo)記,從而在三個維度上將運(yùn)動員數(shù)字化,但了解構(gòu)成真正3D記錄的數(shù)據(jù)內(nèi)容極其重要。
小型傳感器確實具有收集方向數(shù)據(jù)的能力,但是除非將其收集到整個身體,否則這些系統(tǒng)僅僅能夠視為動作傳感器,而非真正的“動作捕捉"。真正的3D運(yùn)動捕捉系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)如下:
創(chuàng)建完整和*真實的全身運(yùn)動數(shù)據(jù)記錄。
提供參考點的解剖學(xué)方向。
需要直接記錄三個維度的數(shù)據(jù)。
能夠以高頻率收集彈道活動。
從此列表中可以看出,除非滿足所有要求,否則很容易將原始的和脫離上下文的單個傳感器記錄混淆為動作捕捉。
動作捕捉如果采用IMU慣性傳感器技術(shù)可以從計算中創(chuàng)建動作捕獲數(shù)據(jù),但又增加了測量身體運(yùn)動數(shù)據(jù)的難度挑戰(zhàn)。如果是無標(biāo)記相機(jī)(例如Microsoft Kinect設(shè)備)一般采用紅外激光和相機(jī)來創(chuàng)建三個維度的深度,但是這些系統(tǒng)在體育領(lǐng)域的應(yīng)用均存在一些局限性。
動作捕捉如何工作?
動作捕捉的工作一部分是標(biāo)記和跟蹤身體運(yùn)動,另一部分是將該信息轉(zhuǎn)換為對影視、體育和醫(yī)療行業(yè)中的研究和應(yīng)用都有價值的數(shù)據(jù)。
動作捕捉用戶需要的細(xì)節(jié)和度決定了如何收集數(shù)據(jù),因為每個系統(tǒng)都具有信息的準(zhǔn)確性和靈活性方面的能力制約。一些動作捕捉系統(tǒng)設(shè)計用于室內(nèi)使用,少數(shù)僅具有有限的室外功能。捕獲全身運(yùn)動要求系統(tǒng)一般在受控的環(huán)境中運(yùn)行,以使其可以穩(wěn)定運(yùn)行以正確收集數(shù)據(jù)。
動作捕捉系統(tǒng)存在兩個明確的硬件選項:標(biāo)記器或光學(xué)系統(tǒng)以及無標(biāo)記器解決方案。可以使用視頻進(jìn)行動作捕捉,但是大多數(shù)研究級系統(tǒng)更喜歡使用紅外攝像頭和反射標(biāo)記。一些不那么的系統(tǒng)正變得越來越流行,因為它們價格低廉并且可以解決一些簡單的問題,例如在跑臺上利用攝像頭進(jìn)行跑步分析。這些新的,精度較差的系統(tǒng)現(xiàn)在僅占運(yùn)動捕捉市場的一小部分。目前我們需要更為精準(zhǔn)、性價比更高的解決方案來將體育市場進(jìn)一步商業(yè)化,IMU慣性解決方案在精準(zhǔn)度和性價比兩個維度看來是更好的選擇。
通常帶有IMU慣性傳感器的可穿戴緊身衣由于其便攜性而變得越來越流行,但它們普遍被視為臨床選擇。
高性能的動作捕捉系統(tǒng)是如此出色,以至于他們可以看到面部表情和手指的細(xì)微動作,例如彈鋼琴的手的動作變化。
在不過度簡化過程的情況下,動作捕捉開始于記錄來自攝像機(jī)和貼有標(biāo)簽的身體部位的運(yùn)動,或者通過使用更多有限的攝像機(jī)和IMU傳感器來估算運(yùn)動變化。
捕獲數(shù)據(jù)后,將執(zhí)行其他過濾和計算以清理數(shù)據(jù)并確保運(yùn)動偽像不會產(chǎn)生虛假報告。反射標(biāo)記會按照特定的指導(dǎo)原則放置在人體上,以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和性,由于肌肉和皮膚可以高速移動,這給數(shù)據(jù)質(zhì)量帶來了挑戰(zhàn)。選擇解剖學(xué)界標(biāo)是因為其可靠性和它們在連接關(guān)節(jié)運(yùn)動中的價值。
無標(biāo)記系統(tǒng)需要根據(jù)實際場景進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄z像機(jī)設(shè)置,因為大多數(shù)系統(tǒng)著眼于定位靜止的運(yùn)動,例如就位行走,上下蹲以及執(zhí)行其他基本功能。
一步是獲取數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為報表,或者將其轉(zhuǎn)換為動畫或仿真模擬。除了動作捕捉所收集的數(shù)據(jù)外,一些公司還創(chuàng)建了使用戶能夠組合多個數(shù)據(jù)集(例如測力板和EMG讀數(shù))的解決方案。
過去幾年中,大多數(shù)研發(fā)都集中在光學(xué)系統(tǒng)的軟件領(lǐng)域以及無標(biāo)記和IMU解決方案的硬件領(lǐng)域。所有類型的解決方案都需要大量的數(shù)據(jù)平滑和清理工作,但是與光學(xué)選件相比,IMU通常需要做更多的工作。
動作捕捉硬件的不同應(yīng)用方向
在大多數(shù)情況下,動作捕捉硬件是專為研究或非常的臨床需求而設(shè)計的。視頻分析作為教練的生物反饋訓(xùn)練項目已經(jīng)非常普遍。光學(xué)市場(也稱為基于相機(jī)的系統(tǒng))傾向于項目研究,而IMU傳感器市場則傾向于以臨床和運(yùn)動性能為導(dǎo)向的體育和醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用級市場。
例如,Motus為投擲運(yùn)動員(例如投球(棒球),保齡球(板球)和傳球(美式足球)的運(yùn)動員)提供了單個傳感器產(chǎn)品。盡管該系統(tǒng)捕獲肘部附近的運(yùn)動,但主要是一種計算,因為在其他數(shù)據(jù)集(例如軀干和腿)不可用時做出了許多假設(shè)。
出于多種原因,我們不應(yīng)該將傳統(tǒng)視頻(即使使用多臺攝像機(jī))作為運(yùn)動捕捉的產(chǎn)品。運(yùn)動捕捉的明顯的價值在于,技術(shù)可以自動分析數(shù)據(jù),而無需軟件用戶手動進(jìn)行分析。
某些視頻系統(tǒng)會自動執(zhí)行運(yùn)動捕捉等視頻,對一系列攝像機(jī)進(jìn)行數(shù)字化處理以計算運(yùn)動變化,但是這種技術(shù)的問題在于照明限制和其他視覺數(shù)據(jù)因素會限制高精度要求。
直接標(biāo)記的數(shù)據(jù)則更為穩(wěn)定,也有更可靠歷史記錄,但是由于直接標(biāo)記操作太復(fù)雜不太切合實際應(yīng)用。
標(biāo)記通常是像小球一樣的附件,大小類似于彈珠或運(yùn)動員佩戴的反光圈。一些系統(tǒng)使用類似包裹物的附件,例如運(yùn)動帶和綁帶,而某些系統(tǒng)為參加訓(xùn)練的用戶提供特定緊身衣。無標(biāo)記攝像機(jī)僅使用硬件來捕獲視頻,但它們提供的數(shù)據(jù)信息少得多,并且要求硬件與用戶的距離非常近,例如幾英尺遠(yuǎn)。這些系統(tǒng)目前無法評估運(yùn)動速度很快或要求高排量的運(yùn)動。
了解動作捕捉軟件
大多數(shù)用戶選擇動作捕捉的軟件功能都有兩個目的:將運(yùn)動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為動畫,以用于科學(xué)重放或娛樂用途。幾乎所有公司都提供重播選項,并且某些軟件使觀看者可以選擇透視圖和動畫樣式,例如線條(簡筆畫),骨架或人物。的軟件可以單獨測量非常的運(yùn)動,也可以根據(jù)分析方法的應(yīng)用創(chuàng)建報告。
用于體育運(yùn)動的動作捕捉軟件的目標(biāo)是顯示運(yùn)動而無視覺碎片。 像視頻一樣,動作捕捉有助于連接其他視覺效果較差的數(shù)據(jù)集,例如EMG和力分析。研究人員可以看到運(yùn)動和肌肉募集之間的關(guān)系,以及必要時地面反作用力。
有時,帶有動作捕捉的運(yùn)動實際上并沒有進(jìn)行測量,因為用戶只希望定性視圖與量化的測量(例如來自傳感器的動力學(xué)數(shù)據(jù))同步。有時使用動作捕捉軟件執(zhí)行手動分析,尤其是在周期性運(yùn)動的研究中。耐力運(yùn)動-通常是周期性的運(yùn)動,例如跑步-通常進(jìn)行平均或統(tǒng)計地評估重復(fù)運(yùn)動,以深入了解生物力學(xué)故障或可能的技術(shù)錯誤。
軟件平臺的范圍包括從非常昂貴的套件到簡化的3D播放器。某些軟件平臺只是文件管理器,因為硬件提供商的期望是平臺市場將允許對模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。因此,他們減少了軟件開發(fā),只專注于硬件。單硬件和單軟件的產(chǎn)品很少,但是存在一些只提供其中的小公司。
動作捕捉在體育運(yùn)動中的應(yīng)用
從業(yè)人員經(jīng)常使用動作捕捉解決方案從各個角度觀察身體的功能并提取關(guān)節(jié)角度。在體育行業(yè)的那些人,例如生物力學(xué)家,想要數(shù)據(jù)來研究運(yùn)動員的運(yùn)動方式,而醫(yī)學(xué)專家則想看看為什么有些運(yùn)動員先受到傷害。運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)κ軅埃陂g和之后的功能障礙恢復(fù)感興趣,并且體能監(jiān)測需要了解使運(yùn)動員在運(yùn)動方面取得成功的重要影響因素。
我們觀察到的一般模式是,當(dāng)身體基線數(shù)據(jù)下降時,會出現(xiàn)性能下降和受傷風(fēng)險增加,教練和醫(yī)療人員有時會使用動作捕捉技術(shù)來分析重要或復(fù)雜的運(yùn)動傷害,降低受傷風(fēng)險,提升身體能力和運(yùn)動水平。
常見的動作捕捉用途是步態(tài)分析。盡管其他運(yùn)動在體育運(yùn)動中也很重要,但是幾乎所有基于陸地的運(yùn)動都會包括某種跑步運(yùn)動,無論是短跑,慢跑還是步行。一些康復(fù)和運(yùn)動醫(yī)學(xué)診所已經(jīng)為受傷的運(yùn)動員在再培訓(xùn)計劃上花費了大量資源,有一些康復(fù)機(jī)構(gòu)使用運(yùn)動捕捉分析來進(jìn)行品牌或機(jī)構(gòu)營銷,但是目前越來越多的康復(fù)和體育訓(xùn)練機(jī)構(gòu)將其作為基于干預(yù)的真正有治療效果的康復(fù)測評解決方案。
以往的動作捕捉系統(tǒng)設(shè)備龐大,不適合團(tuán)體使用,新一代的IMU動作捕捉技術(shù)已經(jīng)可以提供即時反饋解決方案,而且占地更小,在成本降低的基礎(chǔ)上擁有更高的精準(zhǔn)度,適合大規(guī)模鋪設(shè)。
較小的應(yīng)用程序(例如單個IMU傳感器解決方案)可以有效利用智能設(shè)備進(jìn)行生物反饋。但是,由于圖片不完整,它不是真正的運(yùn)動捕捉,因此您不應(yīng)將其與完整的分析相混淆。
像視頻分析一樣,讓運(yùn)動員有機(jī)會以不同的速度和視角在屏幕上看到自己是非常寶貴的。大多數(shù)從事奧林匹克運(yùn)動的精英運(yùn)動員用到某種形式的動作捕捉,這已日漸成為體育分析和訓(xùn)練的基礎(chǔ)工作。