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　　虛擬現實成為了目前最受關注的智能設備，為了帶來良好的體驗，VR設備對硬件提出了更高的要求，傳感器就是其中關鍵的一部分。虛擬現實中的傳感設備主要包括兩部分：一部分用于人機交互而穿戴于操作者身上的立體頭盔顯示器、數據手套、數據衣等，另一部分是用于正確感知而設置在現實環境中的各種視覺、聽覺、觸覺、力覺等。

　　用戶想要真正“進入”虛擬世界，動作捕捉系統是必須的，本文將帶來慣性式動作捕捉系統的解析以及國內外的解決方案。

　　目前動作捕捉系統有慣性式和光學式兩大主流技術路線，慣性式在光學式之后出現，但成本低廉、處理流程簡便成熟、完全實時的數據計算和回傳機制，讓慣性式動作捕捉系統成為了炙手可熱的技術。

　　組成：

　　動作捕捉系統的一般性結構主要分為三個部分：

　　數據采集設備

　　數據傳輸設備

　　數據處理單元

　　慣性式動作捕捉系統即是將慣性傳感器應用到數據采集端，數據處理單元通過慣性導航原理對采集到的數據進行處理，從而完成運動目標的姿態角度測量。

　　實現流程：

　　在運動物體的重要節點佩戴集成加速度計，陀螺儀和磁力計等慣性傳感器設備，傳感器設備捕捉目標物體的運動數據，包括身體部位的姿態、方位等信息，再將這些數據通過數據傳輸設備傳輸到數據處理設備中，經過數據修正、處理后，最終建立起三維模型，并使得三維模型隨著運動物體真正、自然地運動起來。經過處理后的動捕數據，可以應用在動畫制作，步態分析，生物力學，人機工程等領域。

　　傳感器如何工作？

　　加速計：用來檢測傳感器受到的加速度的大小和方向的，它通過測量組件在某個軸向的受力情況來得到結果，表現形式為軸向的加速度大小和方向（XYZ），但用來測量設備相對于地面的擺放姿勢，則精確度不高，該缺陷可以通過陀螺儀得到補償。

　　陀螺儀：工作原理是通過測量三維坐標系內陀螺轉子的垂直軸與設備之間的夾角，并計算角速度，通過夾角和角速度來判別物體在三維空間的運動狀態。它的強項在于測量設備自身的旋轉運動，但不能確定設備的方位。

　　磁力計：磁力計又剛好可以彌補上面陀螺儀的那個缺陷，它的強項在于定位設備的方位，可以測量出當前設備與東南西北四個方向上的夾角。

　　通俗來講，陀螺儀知道我們是否轉了身，加速度計知道我們運動多長距離，而磁力計則知道我們的運動方向。在動作捕捉系統中，這三類傳感器需要充分利用各自的特長，來跟蹤目標物體的運動。

　　三大優勢：

　　1.技術優勢

　　慣性式動作捕捉系統采集到的信號量少，便于實時完成姿態跟蹤任務，解算得到的姿態信息范圍大、靈敏度高、動態性能好；對捕捉環境適應性高，不受光照、背景等外界環境干擾，并且克服了光學動捕系統攝像機監測區域受限的缺點；克服了VR設備常有的遮擋問題，可以準確實時地還原如下蹲、擁抱、扭打等動作。此外，慣性式動作捕捉系統還可以實現多目標捕捉。

　　2.使用便捷

　　使用方便，設備小巧輕便，便于佩戴。

　　3.成本優勢

　　相比于光學動作捕捉，慣性式動作捕捉系統成本低廉，使得其不但可以應用于影視、游戲等行業，也有利于推動VR設備更快的走進大眾生活。