文/陈曦 黄昌正 周言明 梁铭成 陈明

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近些年来，随着全球范围内虚拟现实(virtual reality，VR)商业化、普及化快速推进，VR 交互方式也由平面界面发展到虚拟空间追踪交互，极其强调沉浸感，而要完全沉浸进入虚拟世界，动作捕捉系统必不可少，可以说动作捕捉技术是VR 产业隐形钥。

VR 动作捕捉技术就是对真人进行实时地准确地测量并记录在真实三维空间中的运动轨迹和姿态，并将每一时刻运动状态还原到虚拟三维空间中的过程，使虚拟角色的动作和表情能像真人一般自然逼真。

VR 中应用的动作捕捉系统根据技术原理分为惯性动捕和光学动捕两大类。光学动作捕捉系统是通过光学相机捕捉物体的连续运动图像，通过图像处理识别物体运动姿态；惯性动作捕捉系统 是通过惯性传感器捕捉运动物体的运动信息，通过航姿参考 系AHRS(attitude and heading reference system)解算获得运动物体姿态信息。

1 光学动作捕捉与惯性动作捕捉的结合

光学动作捕捉与惯性动作捕捉两种动作方案都存在一些缺点：光学动作方案容易因为遮挡导致丢失关键信息，而惯性传感器会出现数据漂移而带来误差。针对上述两种方案的问题，本研究提出采用惯性动作捕捉与无标记光学视觉动作捕捉技术相结合对目标人物进行动作捕捉（以下简称“光惯混合动捕”），在数据算法处理上把两种动作捕捉数据进行相互融合补充，结合视觉信息中空间位置的准确性以及惯性传感器的灵敏度高、动态性能好的特点，获取更为精确的动作信息。……