• ●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(zhǎng)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(cè)、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(zhǎng)，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(cè)力臺(tái)、手傳感器、EMG、眼動(dòng)追蹤、視頻、EEG、虛擬現(xiàn)實(shí)、觸覺(jué)和模擬數(shù)據(jù)同步采集運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)化采集和分析。
• ●通過(guò)原始或處理數(shù)據(jù)的圖形顯示提供即時(shí)回放。
• ●無(wú)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(guò)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(zhǎng)、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(chǎng)上的數(shù)據(jù)采集、分析和可視化系統(tǒng)可測(cè)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

我們幫助您應(yīng)用選擇、配置和測(cè)試佳運(yùn)動(dòng)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(cè)量單元、無(wú)標(biāo)記光學(xué)相機(jī)、主動(dòng)光學(xué)相機(jī)、被動(dòng)光學(xué)捕捉相機(jī)、無(wú)源光學(xué)相機(jī)等等

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(wèn)題：

我們進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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(jiǎn)介：

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

人體運(yùn)動(dòng)源于神經(jīng)、肌肉和骨骼系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)互動(dòng)。盡管了解運(yùn)動(dòng)神經(jīng)肌肉和肌肉骨骼功能的潛在機(jī)制，但目前還沒(méi)有對(duì)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(shí)驗(yàn)理解。這是理解人類運(yùn)動(dòng)的主要挑戰(zhàn)。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，MotionMonitor開(kāi)發(fā)了綜合多尺度建模平臺(tái)，包括肌肉、骨骼和神經(jīng)模型等等。我們使用**的高密度肌電圖 (HD-EMG) 與盲源分離相結(jié)合，將干擾 HD-EMG 信號(hào)識(shí)別到由同時(shí)控制許多肌肉纖維的脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元放電的尖峰列車集合中。我們開(kāi)發(fā)了由體內(nèi)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元放電驅(qū)動(dòng)的多尺度肌肉骨骼建模公式，用于計(jì)算所得肌肉骨骼力的高保真估計(jì)。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qian所未有，因此將為了解神經(jīng)肌肉/骨科ji病的病因、診斷和治liao開(kāi)辟新的途徑。

三、康復(fù)與人體工程學(xué)：

動(dòng)作捕捉技術(shù)

1.2.1步態(tài)分析的技術(shù)分類

紅外光學(xué)動(dòng)作捕捉技術(shù)經(jīng)歷數(shù)十年的持續(xù)發(fā)展，目前常用的紅外光學(xué)動(dòng)作捕捉技術(shù)都是基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)原理[4]。紅外攝像頭的光學(xué)步態(tài)捕捉主要分為被動(dòng)式和主動(dòng)式。被動(dòng)式是在人體關(guān)鍵部位粘貼反光標(biāo)記點(diǎn)，主動(dòng)式是在人體主要部位佩戴上可發(fā)射紅外線的主動(dòng)式攝像頭。本節(jié)主要說(shuō)明被動(dòng)形式的光學(xué)步態(tài)捕捉。在人體的主要骨骼部位以及關(guān)節(jié)處粘貼反光標(biāo)記點(diǎn)，利用架設(shè)好的紅外攝像頭追蹤反光標(biāo)記點(diǎn)（Markers），從而計(jì)算出反光標(biāo)記點(diǎn)在空間中的位置。反光標(biāo)記點(diǎn)和紅外攝像頭分別如圖1-1和圖1-2所示。

目前市面上生產(chǎn)紅外攝像頭的光學(xué)步態(tài)捕捉的公司有英國(guó)的Vicon公司、美國(guó)NaturalPoint公司、美國(guó)MotionAnalysis公司、中國(guó)的青瞳視覺(jué)公司等。NaturalPoint公司生產(chǎn)的Optitrack系統(tǒng)如圖1-5所示。

表1-1 3D深度攝像頭方案對(duì)比

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(méi)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(cè)的原理。但是此種捕捉方案需要長(zhǎng)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?；?D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(cè)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。

1.2.1.4基于MEMS慣性傳感器的慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)

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(cè)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(shì)在于他是一種無(wú)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(wú)法測(cè)量出運(yùn)動(dòng)的位移。其全身穿戴效果如圖1-10所示。

慣性傳感器主要包括加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)。其中加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)多采用MEMS形式，所以稱之為MEMS慣性傳感器。三軸加速度計(jì)可以測(cè)量載體的三個(gè)軸向上的加速度，是一矢量，通過(guò)加速度我們也可以計(jì)算出載體靜止時(shí)的傾角。三軸陀螺儀可以測(cè)量出載體的三個(gè)軸向上角速度，通過(guò)對(duì)角速度積分我們可以得到角度， 。三軸磁力計(jì)可以測(cè)量出周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度及與地球磁場(chǎng)的夾角。通過(guò)融合加速度、角速度、磁力值的數(shù)據(jù)我們可以精準(zhǔn)的得到載體的旋轉(zhuǎn)。融合后的數(shù)據(jù)一般用四元數(shù)或歐拉角來(lái)表示。其中四元數(shù)形式如 ，歐拉角包含俯仰角（Pitch）、橫滾角（Roll）、偏航角（Yaw）。得到載體的旋轉(zhuǎn)后再擬合各個(gè)骨骼的運(yùn)動(dòng)，從而計(jì)算出穿戴部位的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。通過(guò)對(duì)加速度、角速度的積分可以測(cè)量出穿戴者的步速、步距、步長(zhǎng)等參數(shù)。上的MEMS慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)研發(fā)生產(chǎn)公司國(guó)外有荷蘭Xsens、國(guó)內(nèi)的北京孚心科技公司等。綜述其原理如圖1-11所示。

機(jī)械式動(dòng)作捕捉依靠穿戴在人身體的機(jī)械裝置來(lái)測(cè)量關(guān)節(jié)角度以及位移。人體運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)，從機(jī)械裝置上的角度傳感器可以知道運(yùn)動(dòng)角度，根據(jù)角度和機(jī)械部位的長(zhǎng)度從而計(jì)算出移動(dòng)位移。這一技術(shù)早出現(xiàn)在20世紀(jì)，由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的笨重，在步態(tài)分析方面機(jī)械動(dòng)作捕捉早已退出發(fā)展的主流。但利用機(jī)械外骨骼的搬運(yùn)發(fā)展成了主流。其形狀如圖1-12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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