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关于使用三维加速度传感器运动轨迹捕捉的有关问题

2013-01-23 
关于使用三维加速度传感器运动轨迹捕捉的问题论文相关,搞这方面,最近看了一些资料,使用三维加速度传感器来

关于使用三维加速度传感器运动轨迹捕捉的问题
论文相关,搞这方面,最近看了一些资料,使用三维加速度传感器来计算人体的运动行为,软件实时再现。
对于如何计算肢体的运动状态,好像有两种,一种是通过角度计算,来判断,另一种是通过角度计算消除重力影响,然后积分的方法计算运动轨迹。不知道这两种有什么区别,有的资料里说积分方法会有很大的误差,有搞这方面的人么?请赐教这两种哪种会好一点?

[解决办法]
LZ研究的是几个点?见过一些光学运动捕捉系统,在脑门、肩头、胳膊肘、手腕、脊柱、髋关节外侧、膝盖、脚踝、脚尖都贴上反光标记。同时捕捉几十个点的运动。那个系统的参考系是固定的摄像机,所有的点坐标是绝对坐标,点与点之间的相对位置关系可以通过两个点的坐标相减得到。

你要研究的是惯性测量,如果是多点惯性测量,则每个点的测量方式都是相对测量,这个相对有两层含义,第一层是从一开始,一个点与另一个点的位置关系就无法直接通过惯性测量去确定。也就是说一个人站在那里不动,你仅仅通过惯性测量方式根本无法判断他静止的姿势。

第二层意思是时间上的相对关系,一个点由上一个时刻的坐标运动到当前这个时刻,通过加速度积分得到速度,速度再积分得到位移。得到当前位置的坐标。这个做不好积累误差确实会很大,积累误差就是随着时间越来越大的误差。但时间不是无穷大,以系统可能持续工作的最长时间为限。

你要捕捉几十个点,但仅仅一个点就有6个自由度,飞机、导弹上的惯性测量单元就是一个点,那些设计飞行器惯性测量单元的人花费很大精力去完善他们的单元,就是为了把积累误差降到最低限度。首先单单使用加速度传感器是不够的,因为无法感知旋转运动,最好用三轴加速度传感器配合三轴角加速度传感器一起使用,如果钱多,可以加入地磁传感器。传感器的带宽很重要,激烈运动通常需要更高的采样率,这和用多段折线去拟合出一段曲线的道理是一样的。其次要借鉴一些飞行器惯性测量方面的知识,比如四元数,比如卡尔曼滤波。使用这些算法可以进一步提高你的测量精度。更多的资料你自己搜吧。

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