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| 导语

对于第一次听说动作捕捉的大多数人而言，动作捕捉听起来是一个"高级"同时“摸不清门路”的词汇。它作为虚拟与现实的沟通桥梁，被应用于科学研究、影视制作、虚拟主播、体育运动、步态分析等广泛领域，为虚拟现实应用提供了解决方案。近些年，元宇宙概念的提出，越来越多的用户涉及到动作捕捉，动作捕捉的核心亮点无疑成为了关注焦点。怎样更好地把动作捕捉的优势充分发挥出来，让使用者更加清晰明了地了解它的特性，是此篇文章的目的。

动捕专题

首先，提到惯性动作捕捉系统都会发出疑问，什么是惯性动作捕捉？惯性动作捕捉是一种新型的人体动作捕捉技术，它利用惯性传感器捕捉目标物体的运动数据，采用无线传输的方式将数据呈现在上位机软件中，最终建立三维模型，并使三维模型随着运动物体动起来。正是因为惯性动作捕捉系统的低成本性、便捷使用性和高适应性，深受使用者青睐。

惯性动作捕捉系统的组成

惯性传感器

惯性传感器之间采用无线连接方式，避免了线的束缚。采用400mAh聚合物锂离子电池，续航大约3小时。每个传感器采用了2.4GHz/5.8GHz双频通信，很好地解决了通信拥堵问题，避免了大量关键数据帧的丢失，且长时间工作后动作精度不会下降。

每个惯性传感器加入气压计使动捕系统可以采集人体双脚同时离地、跳跃等动作。数据融合则采用了EKF(扩展卡尔曼滤波)算法，将加速度、角速度、磁力值进行了深度数据融合，从而输出高精度的姿态数据。且每个惯性传感器还加入了抗磁干扰算法，使其适应一定的磁场干扰环境。

每个惯性传感器都经过了温度补偿、振动测试、零点校准等工艺流程，从而使得质量得到保证。

序号	名称	参数
1	静态精度	Roll/Pitch≤0.5° Yaw≤1°
2	加速度测量范围	±16g
3	角速度量程	±2000dps
4	角度测量分辨率	0.02°
5	姿态测量范围	三轴360deg
6	最大更新速率	100fps
7	无线传输频段	2.4GHz/5.8GHz
8	尺寸	直径：44mm 高度：16mm
9	重量	20g

充电插排

充电插排可同时为17个惯性传感器集中充电。使用时先将电源适配器的插头插入充电底座后，再插入另一端电源插头，然后按下插排的“圆形”开关按键。当按键与惯性传感器灯光同时亮起，说明传感器开始正常充电，充满电时长约需2小时。

充电插排实际图

序号	名称	参数
1	重量	670g
2	尺寸	直径：230mm 厚度：37mm
3	输入电压	12V
4	输入电流	最小3A

路由器

路由器作为接收惯性传感器信号、同步惯性传感器时间、管理数据重传、同步第三方厂商设备、与PC端软件通信等枢纽。与惯性传感器之间支持无线时间同步，同步精度小于10微秒。当惯性传感器开机后，会自动搜寻路由器的无线同步信号以同步自身的时钟。

序号	名称	参数	备注
1	与传感器通信方式	2.4GHz/5.8GHz 无线双频	自定义无线协议非标准WiFi协议
2	通信接口	10/100Mbps以太网 6类或以上规格网线
3	供电方式	IEEB 802.3af/at-2003 POE或 Typc-C接口的5A 3A适配器
4	同步输入接口	1路BNC接口	隔离输入接口
5	同步输出接口	4路BNC接口	非隔离输出接口
6	重量	350g
7	尺寸	260×100×41mm