| 導語
對于第一次聽說動作捕捉的大多數人而言，動作捕捉聽起來是一個"進階"同時“摸不清門路”的詞彙。它作為虛拟與現實的溝通橋梁，被應用于科學研究、影視制作、虛拟主播、體育運動、步态分析等廣泛領域，為虛拟現實應用提供了解決方案。近些年，元宇宙概念的提出，越來越多的使用者涉及到動作捕捉，動作捕捉的核心亮點無疑成為了關注焦點。怎樣更好地把動作捕捉的優勢充分發揮出來，讓使用者更加清晰明了地了解它的特性，是此篇文章的目的。
動捕專題
首先，提到慣性動作捕捉系統都會發出疑問，什麼是慣性動作捕捉？慣性動作捕捉是一種新型的人體動作捕捉技術，它利用慣性傳感器捕捉目标物體的運動資料，采用無線傳輸的方式将資料呈現在上位機軟體中，最終建立三維模型，并使三維模型随着運動物體動起來。正是因為慣性動作捕捉系統的低成本性、便捷使用性和高适應性，深受使用者青睐。
慣性動作捕捉系統的組成
慣性傳感器
慣性傳感器之間采用無線連接配接方式，避免了線的束縛。采用400mAh聚合物锂離子電池，續航大約3小時。每個傳感器采用了2.4GHz/5.8GHz雙頻通信，很好地解決了通信擁堵問題，避免了大量關鍵資料幀的丢失，且長時間工作後動作精度不會下降。
每個慣性傳感器加入氣壓計使動捕系統可以采集人體雙腳同時離地、跳躍等動作。資料融合則采用了EKF(擴充卡爾曼濾波)算法，将加速度、角速度、磁力值進行了深度資料融合，進而輸出高精度的姿态資料。且每個慣性傳感器還加入了抗磁幹擾算法，使其适應一定的磁場幹擾環境。
每個慣性傳感器都經過了溫度補償、振動測試、零點校準等工藝流程，進而使得品質得到保證。
| 序号 | 名稱 | 參數 |
| 1 | 靜态精度 | Roll/Pitch≤0.5° Yaw≤1° |
| 2 | 加速度測量範圍 | ±16g |
| 3 | 角速度量程 | ±2000dps |
| 4 | 角度測量分辨率 | 0.02° |
| 5 | 姿态測量範圍 | 三軸360deg |
| 6 | 最大更新速率 | 100fps |
| 7 | 無線傳輸頻段 | 2.4GHz/5.8GHz |
| 8 | 尺寸 | 直徑：44mm 高度：16mm |
| 9 | 重量 | 20g |
充電插排
充電插排可同時為17個慣性傳感器集中充電。使用時先将電源擴充卡的插頭插入充電底座後，再插入另一端電源插頭，然後按下插排的“圓形”開關按鍵。當按鍵與慣性傳感器燈光同時亮起，說明傳感器開始正常充電，充滿電時長約需2小時。
充電插排實際圖
| 序号 | 名稱 | 參數 |
| 1 | 重量 | 670g |
| 2 | 尺寸 | 直徑：230mm 厚度：37mm |
| 3 | 輸入電壓 | 12V |
| 4 | 輸入電流 | 最小3A |
路由器
路由器作為接收慣性傳感器信号、同步慣性傳感器時間、管理資料重傳、同步第三方廠商裝置、與PC端軟體通信等樞紐。與慣性傳感器之間支援無線時間同步，同步精度小于10微秒。當慣性傳感器開機後，會自動搜尋路由器的無線同步信号以同步自身的時鐘。
| 序号 | 名稱 | 參數 | 備注 |
| 1 | 與傳感器通信方式 | 2.4GHz/5.8GHz 無線雙頻 | 自定義無線協定 非标準WiFi協定 |
| 2 | 通信接口 | 10/100Mbps以太網 6類或以上規格網線 | |
| 3 | 供電方式 | IEEB 802.3af/at-2003 POE或 Typc-C接口的5A 3A擴充卡 | |
| 4 | 同步輸入接口 | 1路BNC接口 | 隔離輸入接口 |
| 5 | 同步輸出接口 | 4路BNC接口 | 非隔離輸出接口 |
| 6 | 重量 | 350g | |
| 7 | 尺寸 | 260×100×41mm |
MotionVenus®軟體
MotionVenus®是FOHEART MAGIC的上位機軟體系統，主要功能包括裝置管理、資料處理、姿态拟合、資料轉發、融合第三方裝置資料、視訊錄制、實時顯示3D人物、實時顯示各項資料及轉發資料。
全新特性
01/路由器與傳感器支援資料同步
路由器與慣性傳感器之間支援無線時間同步，同步精度小于10微秒。當慣性傳感器開機後，會自動搜尋接收器的無線同步信号以同步自身的時鐘。且接收器提供隔離同步輸入和非隔離同步輸出兩種BNC接口。
02/雙頻通信
路由器與傳感器之間支援2.4GHz/5.8GHz雙頻資料通信，支援手動/自動信道切換。其中能夠使用的無線信道一共有39個（具體允許使用的信道請參考當地法律法規）。其中1~13信道為2.4GHz信道，14~39信道為5.8GHz信道。信道序号值和真實實體信道的映射表如下：
03/可連接配接第三方裝置
可連接配接第三方裝置，例如：資料手套、表面肌電、足底壓力闆等。
04/支援多套同時顯示使用
一個MotionVenus®上位機軟體支援多套動作捕捉裝置同時使用，多套不需要開多個軟體。軟體顯示3D人物數量理論沒有上線，而在于路由器連接配接動捕裝置的數量。多套裝置同時使用時，螢幕會顯示相對應的人物模型，且每套裝置可獨立操作。
05/視訊同步錄制
上位機軟體可以外接錄影機，可同時錄制視訊。
06/固件更新
慣性傳感器或路由器的固件程式更新之後可通過功能子產品來對硬體固件進行更新。這對軟硬體優化調試有很大的幫助。
應用領域
最後，随着元宇宙概念的興起，虛拟現實技術蓬勃發展，慣性動作捕捉技術在新興行業彰顯出别具一格的閃光點。在未來，孚心定會在動捕方面為大家創造更多驚喜~
部分圖檔來源：網絡
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