邵恒

（天津职业技术师范大学，天津，300222）

引言

动作捕捉系统是捕捉物体运动轨迹的系统。其在动画行业的应用尤为广泛，但目前主流的运动捕捉系统在应用的环境上受到了一定程度的约束，即捕捉物体运动轨迹时必须在设定的场地内、环境下。那怎样才能够打破这种限制呢？通过大量的市场调查、研究，发现电子元件的发展，打破这种限制的可能，使用微惯导元件来替代原有的高速摄像机捕捉图像方式。

微型捷联惯导动作捕捉系统（Micro Inertia Measurement Unit，MIMU）是由微型惯性测量传感器（主要是微型陀螺仪和微型加速度计）、专用集成电路（ASIC）、嵌入式微型计算机和相应的控制软件组成。可以提供运动物体的位置、速度和姿态信息。该系统体积小、重量轻，可以直接固定在运动的物体上，并且成本低，便于安装、维护和更换。

1 微惯导型动捕系统的设计

1.1 设计思想

利用微型惯性导航技术，完成物体空间信息的捕捉，如物体的空间位置、姿态等信息。通过连续记录传感器捕捉的信息，并经过电路滤波、一定的优化算法和计算机实时计算等步骤，实现捕捉物体运动轨迹的功能。依据人体或动物的的生理特征，在每个关节敷上捕捉传感器，再把每个传感器所捕捉到的运动轨迹按照正向动力系统和反向动力系统的算法组合起来，从而达到人体或动物的运动轨迹捕捉。

1.2 系统构架

系统整体设计包括硬件和软件两部分。硬件主要由传感器、放大电路、A/D转换、电源部分、数据无线发送电路和微处理器组成；……