• ●一套交鑰匙3D動(dòng)作與運(yùn)動(dòng)捕捉、分析系統(tǒng)，平臺(tái)旨在分析各種動(dòng)作與運(yùn)動(dòng)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(dòng)作、運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)與動(dòng)作捕捉、監(jiān)測、分析
• ●提供更加化、系統(tǒng)化的運(yùn)動(dòng)動(dòng)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(dòng)作捕捉分析系統(tǒng)：集成所有市面主流動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)硬件之長，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(dòng)作、運(yùn)動(dòng)硬件）進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。
• ●使用測力臺(tái)、手傳感器、EMG、眼動(dòng)追蹤、視頻、EEG、虛擬現(xiàn)實(shí)、觸覺和模擬數(shù)據(jù)同步采集運(yùn)動(dòng)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(shí)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(tái)，可取各家之長、更高性價(jià)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(dòng)、動(dòng)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)裝置及完全同步采集分析多源數(shù)據(jù)的軟件

支持各種捕捉技術(shù)：確保技術(shù)性價(jià)比

支持各種外圍設(shè)備：實(shí)現(xiàn)人體動(dòng)作捕捉分析所有方面

一站交鑰匙式服務(wù)：避免處理多個(gè)供應(yīng)商的麻煩，MotionMmonitor支持團(tuán)隊(duì)一鍵式呼叫將解決硬件和軟件相關(guān)問題：

典型應(yīng)用簡介：

MotionMonitor在涉及人體運(yùn)動(dòng)研究的廣泛應(yīng)用中提供實(shí)時(shí)解決方案。旨在分析人體運(yùn)動(dòng)的所有方面，從可能影響人體運(yùn)動(dòng)的外部刺激開始；響應(yīng)該模擬的大腦活動(dòng)的測量和可視化；然后測量和分析影響運(yùn)動(dòng)所需的肌肉募集；報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng) 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(dòng)從 3 個(gè)不同的 EEG 系 統(tǒng)同步捕獲，提供輕松識(shí)別事件和關(guān)聯(lián)運(yùn)動(dòng)的能力。所有的 EMG 系統(tǒng)都對(duì)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(duì)單個(gè)肌肉活動(dòng)進(jìn)行建模。反向動(dòng)力學(xué)來自 10 個(gè)不同的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)和所有的測力臺(tái)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)

二、神經(jīng)科學(xué)與運(yùn)動(dòng)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(dòng)之間的功能聯(lián)系問題

三、康復(fù)與人體工程學(xué)：

1.2.1.1基于紅外攝像頭的光學(xué)步態(tài)捕捉

基于紅外攝像頭的光學(xué)步態(tài)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟度高，采樣頻率高，加之目前的高性能計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理速度*快所以延遲很低，且精度很高，使用范圍廣，應(yīng)用領(lǐng)域眾多。主要缺點(diǎn)是對(duì)光照特別敏感，不能在光變化較大的環(huán)境下使用，周圍不能有和光學(xué)標(biāo)記點(diǎn)相近的物體或光斑，所以光學(xué)步態(tài)捕捉一般只在室內(nèi)使用。由于攝像頭的視場角有局限性，且人在運(yùn)動(dòng)時(shí)有的標(biāo)記點(diǎn)很容易受到其他物體及自身的遮擋，這就造成被遮擋部位數(shù)據(jù)的丟失。后期數(shù)據(jù)處理工作量很大，由于數(shù)據(jù)量大且需要處理丟失、跳幀等問題，需要較長的后期處理時(shí)間。缺點(diǎn)還在于需要架設(shè)相機(jī)，相機(jī)一般架設(shè)到鋼架結(jié)構(gòu)上，這就造成使用場景一般比較固定，不能輕易的挪動(dòng)。一般的場景至少需要6個(gè)攝像頭，如果需要追蹤更大的場景，需要的攝像頭數(shù)量高達(dá)幾十個(gè)，且單個(gè)攝像頭價(jià)格十分價(jià)貴，比如Vicon公司生產(chǎn)的單個(gè)攝像頭價(jià)格高達(dá)十萬元，這就造成紅外光學(xué)式步態(tài)捕捉還是應(yīng)用到科學(xué)研究方面，無法走進(jìn)大眾。

雙目立體視覺即使用兩個(gè)2D平面攝像頭。兩個(gè)平面攝像頭獲得兩幅圖像，通過兩幅圖像算出深度信息。飛行時(shí)間即由雷達(dá)芯片發(fā)射出紅外激光散點(diǎn)，照射到物體后反射回雷達(dá)芯片的時(shí)間，由于光速已知，發(fā)射返回時(shí)間已知即可測量出攝像頭距物體的距離， 。結(jié)構(gòu)光是攝像頭發(fā)出特定的圖案，當(dāng)被攝物體反射回這一圖案時(shí)，深度攝像頭再次接收這一圖案，通過比較發(fā)射出的圖案和接收的圖案從而測量出攝像頭距離被攝物體的深度信息。3D深度攝像頭方案對(duì)比如表1-1所示。

表1-1 3D深度攝像頭方案對(duì)比

以上三種方案的3D深度攝像頭方案大部分用在娛樂級(jí)別方面，比如臉部識(shí)別解鎖、人機(jī)互動(dòng)，且由于其探測距離較近，很難用在大空間上。目前基于3D深度攝像頭的芯片在不斷地研究改進(jìn)中。其硬件芯片仍是目前的難點(diǎn)，再其次是算法的復(fù)雜度，大量的圖像計(jì)算對(duì)硬件的主控芯片的計(jì)算能力有較高的要求，在功耗上很難做到低功耗的工作，受制于目前的電池技術(shù)，單個(gè)傳感器的工作時(shí)間比較短。其優(yōu)勢在于不需要用戶穿戴任何傳感器和粘貼標(biāo)記點(diǎn)。利用Kinect進(jìn)行人體下肢骨架識(shí)別如圖1-8所示。

1.2.1.3基于2D攝像頭的動(dòng)作捕捉

利用2D攝像頭實(shí)現(xiàn)3D運(yùn)動(dòng)軌跡的捕捉是目前的技術(shù)研究。2D攝像頭即平面攝像頭，沒有深度信息。目前基于2D攝像頭的動(dòng)作捕捉主要采用卷積神經(jīng)網(wǎng)路（CNN）將稀疏的2D人體姿態(tài)凸顯檢測的原理。但是此種捕捉方案需要長時(shí)間的運(yùn)算，并不適合實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)分析，且輸出精度低。基于2D攝像頭的動(dòng)作捕捉目前可以捕捉人體局部的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，且捕捉之間需要采集大量的數(shù)據(jù)樣本作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集。2D攝像頭在深度信息的預(yù)測上存在著偏差，任何一點(diǎn)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)都會(huì)導(dǎo)致很大的偏差，穩(wěn)定性*差。的挑戰(zhàn)在于攝像頭的遮擋以及快速的運(yùn)動(dòng)都是2D攝像頭很難追蹤到的。其優(yōu)點(diǎn)在于不需要任何的穿戴，且所需要的2D攝像頭觸手可得，成本*低，這對(duì)大眾化的應(yīng)用是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。利用2D平面攝像頭的姿態(tài)捕捉應(yīng)用如圖1-9所示。

基于MEMS慣性傳感器的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用，包括虛擬現(xiàn)實(shí)[7]、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練[8]、生物醫(yī)學(xué)工程[9]和康復(fù)[10][11]。因?yàn)樗鼈凅w積小、重量輕、價(jià)格合理[12][13][14]。

慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)主要是將慣性傳感器綁定在人身體主要骨骼上，如足、小腿、大腿，實(shí)時(shí)測量出每段骨骼的旋轉(zhuǎn)，利用正向運(yùn)動(dòng)學(xué)（Forward kinematics，F(xiàn)K）和反向運(yùn)動(dòng)學(xué)（Inverse kinematics，IK）實(shí)時(shí)推導(dǎo)計(jì)算出整個(gè)人身體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)的優(yōu)勢在于他是一種無源的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)，不需要借助任何外部信息，即不受外界環(huán)境的干擾。缺點(diǎn)則是由于慣性傳感器普遍存在累計(jì)漂移會(huì)使慣性系統(tǒng)無法測量出運(yùn)動(dòng)的位移。其全身穿戴效果如圖1-10所示。

其他的技術(shù)路線還有基于聲學(xué)式的動(dòng)作捕捉，基于電磁式的動(dòng)作捕捉等。

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