网络化人体运动跟踪系统研究

来源：计算机应用杂志2015年第8期北京时间：

作者：陈鹏展, 李杰, 罗漫

单位：华东交通大学 电气与电子工程学院, 南昌 330013

摘要：针对目前基于惯性传感的动作捕捉系统存在的姿态漂移、实时性不强和价格较高的问题,设计了一种低功耗、低成本,能够有效克服姿态数据漂移的人体实时动作捕捉系统。首先通过人体运动学原理,构建分布式关节运动捕捉节点,各捕捉节点采用低功耗模式,当节点采集数据低于预定阈值时,自动进入休眠模式,降低系统功耗;结合惯性导航和Kalman滤波算法对人体运动姿态进行实时的解算,以降低传统的算法存在的数据漂移问题;基于Wi-Fi模块,采用TCP-IP协议对姿态数据进行转发,实现对模型的实时驱动。选取多轴电机测试平台对算法的精度进行了评估,并对比了系统对真实人体的跟踪效果。实验结果表明,改进算法与传统的互补滤波算法相比具有更高的精度,基本能将角度漂移控制在1°以内;且算法的时延相对于互补滤波没有明显的滞后,基本能够实现对人体运动的准确跟踪。

关键词：动作捕捉,人体运动学,惯性导航,低功耗,互补滤波

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61164011);江西省自然科学基金资助项目(20114BAB201023);江西省研究生创新专项资金资助项目(YC2014-X006);江西省博士后科研择优资助项目。