С развитием робототехники, 3D - анимации, виртуальной реальности и других отраслей, исследования поведения бионических роботов стали важной горячей точкой. Как заставить робота или виртуального персонажа делать разумные и плавные жесты? Это связано с изучением алгоритмов обратной кинематики.
Обратная кинематика: Обратная кинематика - это процесс определения параметров движущихся объектов, таких как суставы, которые должны быть установлены при достижении цели в нужном положении. Разработка алгоритмов обратной кинематики напрямую влияет на анализ движения робота, управление движением и планирование траектории.
В настоящее время общие кинематические обратные алгоритмы включают алгебру, геометрию и числовой метод.
Человеческое тело очень сложное, и традиционные алгоритмы нуждаются в оптимизации
Поскольку проблема обратной кинематики человека очень сложна, традиционные алгоритмы обычно сталкиваются с двумя основными проблемами: либо низкая точность решения, полученного после повторения итерации; Или вы можете получить параметры только при определенных условиях. Как получить более универсальный, более точный и более быстрый алгоритм стало горячей темой для исследователей.
С помощью захвата движения сложный человеческий организм превращается в суставную модель
Человеческий организм настолько сложен, что исследователи часто рассматривают его как несколько частей в зависимости от сустава. Таким образом, возможность получения точных и подробных данных о движении для создания точных моделей суставов стала важной основой для исследований. Оптические системы захвата движения являются предпочтительными в таких исследованиях из - за их высокой точности, высокой производительности в реальном времени и свободного движения объектов захвата.
В исследовании алгоритмов обратной кинематики в Школе электронной информации Технологического института Центральной равнины исследователи использовали оптическую трехмерную систему захвата движения NOKOV для получения данных о движении нижних конечностей с точностью 1 мм и создания точной модели суставов.
Schematic diagram of marker and motion capture lens arrangement at the experimental site
Схема расположения объективов для обозначения места эксперимента и захвата движения
Экспериментальная система захвата движения состояла в основном из шести камер NOKOV Mars 2H, маркеров, распределенных по основным суставам нижних конечностей, трехмерных силовых платформ, стержней позиционирования и корректирующих стержней. В экспериментальной среде около 7M×5M система захвата движения записывает пространственные координаты всех точек разметки со скоростью 100 кадров в секунду.
Экспериментальная база Политехнического института Центральной равнины
После определенного алгоритма полученные координатные данные могут быть построены как суставные модели движущегося человеческого тела. Исследователи рассматривали нижние конечности человека как пять локальных систем координат бедра, коленного сустава, лодыжки, бедра и голени, тем самым превращая кинематические проблемы человека в уравнения движения для решения модели сустава.
Изучайте модели суставов, чтобы сделать роботов более быстрыми
После построения модели сустава исследователи объединили алгоритм снижения циркуляционных координат (CCD) и BFGS, чтобы рассчитать угол вращения сустава, который отвечает фактическим требованиям движения, используя значения движения человека, захваченные движением. Порог погрешности и среднее время выполнения значительно превосходят традиционные алгоритмы.
Оптические системы захвата движения с их точностью, точностью в реальном времени и гибкостью могут обеспечить мощную поддержку научных исследований и промышленных применений в области бионической робототехники, помогая роботам добиться прорыва.
Пользователи опубликовали статьи, основанные на эксперименте, который доказал эффективность эксперимента.
Применение систем захвата движения в изучении технологии интегрированной внутренней позиционирования
Гибкий робот для реабилитации верхних конечностей с использованием технологии виртуальной реальности
Пожалуйста, свяжитесь с нами
-
Мы прилагаем все усилия для того, чтобы помочь вам в ваших запросах и предоставить полную информацию.
Поделитесь с нами своими проблемами, и мы быстро направим вас к наиболее эффективному решению.
-
-
- Объем захвата * m m m
-
Объекты для отслеживания *
- Количество целей (необязательно)
-
Тип камеры (по желанию)
-
Количество камер (необязательно)
- Отправить