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磁性跟踪系统 | 磁性跟踪系统是什么意思?

定义:磁性系统一般由电磁场发射器、接收器和电子控制单元组成,利用安装在人体上的传感器。电磁场发射器使用交流电或者直流电发射低频电磁场,作为传感器的接收器安装在人体上测量磁通量的变化。发射器和接收器都连接到电子控制单元,电子控制单元输出传感器捕获的数据到计算机,以用来推算被踪物体或部位6自由度的位置和方位。相对于基于标志点的光学系统,使用较少的传感器便能取得较好的效果。磁性系统不受非金属物体遮挡的影响,但是容易受环境中金属物体电、磁干扰的影响,比如混凝土建筑物中的钢筋、电线等都会影响磁场,监视器、灯、线缆、计算机等电源也会产生干磁性系统的传感器是非线性的,尤其在捕捉区域的边缘非线性表现得越强。所谓非线性是指传感器测量到的磁通量的变化与位置、角度的改变不成正比关系,这在一定程度上增大了推算位置和角度的难度。在磁性跟踪系统中,可以使用6个以上的传感器跟踪人体关节的运动。基于传感器数据,运用反向运动学( Inverse Kinematics,IK)解算不同关节的角度并可以补偿传感器偏离关节旋转中心的偏移误差,但是反向运动学会增加系统开销,尤其是在实时应用中会产生一定的影响。另外,反向动力学方法需要对接收到的数据进行估算,容易产生“关节脱白”问题。磁性线圈传感器一般也比较笨重,在动作捕捉过程中,传感器容易移动,因而需要多次校准和标定。

磁性跟踪系统除了用于动作捕捉,还可以用于对目标物体的跟踪定位,比如大多数手的跟踪都采用电磁跟踪系统。主要原因是手可以伸缩、摇晃、甚至被隐藏,磁性跟踪系统不会影响其使用,也不会限制手的各种运动,相比之下,光学等跟踪系统在遮挡时会失效。

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