概述

采用的惯性动作捕捉技术与基于摄像机的光学追踪系统方式技术完全不同。惯性动作捕捉系统包括多个无线运动传感设备组成的网络连接到被安装到捕捉人的身体上。每个传感器可以直接测量三维转动量以及加速度。采用摄像机的动作追踪系统需要三个标记点进行测量转动量，而惯性系统仅需要在骨骼上采用单个传感器就可以完成转动量的测量。

每个惯性传感器测量单元包含陀螺仪、加速度计、磁传感器以及数字信号处理器，加速度测量重力向量获得roll、pitch参考量，磁传感器通过地磁测量获得yaw的参考方向，通过采用陀螺仪传感器对运动进行测量得到动作捕捉数据（所以惯性动作捕捉也被称作陀螺仪动作捕捉系统），通过数字信号处理器对所有的传感器信息的数据融合（sensor fusion），以获得精确、稳定的动作捕捉数据。

系统安装便捷性

惯性传感器设备被内置在莱卡材质中的紧身衣中，捕捉演员穿上衣服就可以进行动作捕捉，没有场地施工的需求，从收到设备到进行捕捉，在仅仅的15分钟内就可以完成安装与校准，非常方便。由于输出的数据就是直接的动作捕捉数据，无需进行二次处理，可以直接与第三方软件集成，实时显示看到最终的捕捉结果。

精度

动作捕捉的测量精度取决于运动速度的快慢以及地磁场受干扰的程度。一般的应用中其测量精度可以达到1度以内，皮肤和骨骼之间的滑动导致的测量误差错误在其他技术中存在的问题，在惯性测量系统中依旧存在，但是由于惯性传感器采用弹力带绑定在人体上，在身体骨骼比较明显的人体上进行测量，可以在一定程度上最大的减少误差。

采样率

采用惯性技术虽然能够获得100Hz的运动数据，尽管比采用摄像机的光学系统系统1000Hz低很多，但是其测量的加速度和角速度是直接量，无需计算获得，所以获得的100Hz更新率数据价值要远远高于摄像机获得的高采样率数据，由于惯性系统获得的100Hz数据是有效的运动数据，使得动作捕捉数据更加流程，减少了冗余数据的处理，减小了后期处理时间。

人体模型的定制

惯性动作捕捉系统是专门为人体的动作捕捉设计的，提供的是17个关节的构成的人体模型，可以根据需要增加传感器数量，获得更多的自由度测量，以及更加流畅的动画效果，并且通过引入非人体的动物模型，可以完成实现非人体的动物模型的动作捕捉，例如猫、狗与马等的动作捕捉。

动力学参数

惯性动作捕捉系统可以直接获得加速度与角速度量，非常适合计算生物力学量。

标记遮挡和不匹配

惯性动作捕捉系统用来测量的运动数据取决于地心引力与地磁场指向，所以标记点的遮挡问题不存在，由于每一个传感器具有唯一的ID标识的安装位置，所以测量点的不匹配也不会出现。但是，由于工作场地内的铁磁性材料的影响会导致地磁场出现畸变，这样会导致测量误差出现。

校准

惯性系统的校准是一个非常简单的过程，最基本的校准只需要捕捉人进行T-Pose站立即可，标定的时间不到20秒就可以完成。

惯性运动追踪系统的优缺点

优点：

• 没有使用空间的限制
• 测量的加速度和角速度非常精准
• 快速的进行安装部署
• 没有光点遮挡和丢失的问题
• 人体动作的动态性非常好
• 成本低

缺点：

• 由于测量的模型与真实人体的差距，获得绝对的位置数据非常困难，需要借助其他辅助手段
• 容易受到外界磁场干扰
• 传感器会由于安装的不牢固导致误差

主要代表品牌

惯性动作捕捉

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