基于运动捕捉系统的人体跳跃动作分析开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1设计的目的和意义

运动捕捉技术是人工智能领域研究的热点之一,近年来,这一技术发展迅速并被广泛应用于各个领域。通过专用的运动捕捉系统,收集人体动作的大量数据,就可以对人体动作进行深入的分析,以得出其普遍特征并加以应用。在人体外骨骼研究中,通过对下肢行进运动的分析,可以为运动控制算法提供大量源数据,使算法本身可以得到充分的训练和优化,进而使外骨骼与人体更好地融合;在传统武术和舞蹈领域,通过运动捕捉系统采集数据,就可以分析武术或者舞蹈动作,可以驱动虚拟人物完成同样的动作,形成相应的动画,也可以结合人体生理的特点对动作进行优化;当然,更为熟知的是,运动捕捉技术广泛应用于电影和动画制作过程中,使制作过程大为简化,视觉效果更加丰富多样。更多的应用诸如此类。

本设计旨在使用基于光学的运动捕捉系统,采集人体跳跃动作数据,对跳跃动作进行分析及对不同跳跃动作进行比对,希望得到人体跳跃动作的一般规律和特性。诚然,对人体跳跃动作的分析只是运动捕捉技术的冰山一角跳跃动作却也设计人体各个身体部位的协同配合,具有一定的代表性。一方面,我本人希望通过此设计深入了解和掌握运动捕捉技术及相应的人体动作分析方法;另一方面,也希望自己在这方面的探索能为其他有共同志向的学习者提供例子和参考、一起学习。

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2. 研究的基本内容与方案

基本内容:基于光学的运动捕捉系统是分析人体动作的标准设备,本设计借助实验室现有的运动捕捉设备,检测、捕捉人体的跳跃落地动作,将捕捉到的数据导入数据分析软件进行分析。设计过程中要求熟悉、熟练掌握运动捕捉系统的使用方法,学习人体动作分析的基本方法;要求完成设备的标定、动作的捕捉、软件分析和结果对比等,特别是分析不同高度上人体跳跃动作差异和联系。经过大量的实验,旨在得出人体跳跃动作的一般特性,更进一步可以总结分析人体动作的一般步骤和方法。

技术方案:拟采用实验室基于光学的运动捕捉系统,在人体关键部位(如人体的关节处等)粘贴Marker点,多个动作捕捉相机从不同角度实时探测Marker点,数据实时传输至计算机,根据三角测量原理精确额计算Marker点的空间坐标,再从生物运动学原理出发进行姿态解算,得出骨骼的6自由度运动。将捕捉到的数据经过上述处理后,加载到建立好的合适的人体骨骼模型上,驱动虚拟模型完成相似的动作,以观察动作的特征特点和进行各个动作之间的比较。

3. 研究计划与安排

2019.3.8.前 上传开题报告(外文翻译同步上传)

开题报告上传后,每三周上传一次阶段性成果,上传阶段性报告3-4篇

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]黄金鑫. 纵跳的人体下肢运动仿真与生物力学研究 [d]. 吉林大学, 2015.

[2]李豪杰, 林守勋, 张勇东. 基于视频的人体运动捕捉综述[j]. 2006.

[3]moeslund t b, hiltona, krüger v. a survey of advances in vision-based human motion capture

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