Vicon动作捕捉系统操作手册--杨帆-2013-2-25

人类工效学实验室·操作手册214-003Vicon动作捕捉系统操作手册CNISVicon动作捕捉系统操作手册2目录目录.........................................21.1仪器简介...................................................................................................................31.2仪器主要部件............................................................................................................41.2.1硬件设施.................................................................................................................41.2.2硬件的连接..............................................................................................................62.1摄像机设置和采集区域选择.....................................................................................92.2标定...........................................................................................................................172.2.1定位MXcameras，使用“AimMXcameras”选项..........................................172.2.2标定MXcameras，使用“CalibrateMXcameras”选项.................................192.2.3设定拍摄区域的原点...........................................................................................232.3数据采集..................................................................................................................252.3.1粘贴标志点及形态学测量...................................................................................252.3.1.1两套方案优缺点比较......................................................................................262.3.1.2注意事项............................................................................................................262.3.1.3操作步骤............................................................................................................262.3.2动作采集.........................................................................................................312.3.2.1建立新的database............................................................................................312.3.2.2建立静态模型....................................................................................................342.3.2.3采集实验动作....................................................................................................413.1数据的处理.............................................................................................................433.2数据的输出.............................................................................................................503.2.1查看处理后的数据.............................................................................................503.2.2输出处理后的数据.............................................................................................51CNISVicon动作捕捉系统操作手册31.仪器的主要介绍其中包括，仪器的基本信息，主要部件组成，硬件的安装和设置（应包括硬件的连线说明等），仪器的应用等。如果仪器配有相关的工具附件也在此节进行说明。1.1仪器简介英国OxfordMetricsLimited公司是世界上一家非常著名的光学动作捕捉（MotionCapture）系统供应商，它的这项技术在70年代服务于英国海军，从事遥感、测控技术设备的研究与生产。进入80年代他们将自己在军事领域里的高新技术，逐渐用于民用方面，在医疗、运动、工程、生物等诸多领域生产制造用于动作捕捉的MotionCapture系统。80年代末，OML又将动作捕捉系统技术应用于影视的动画制作领域。Vicon是英国OML公司生产的光学动作捕捉motioncapture系统。它是世界上第一个设计用于运动捕捉的光学系统，它以自己非凡的技术性能在motioncapture系统硬件制造领域赢得了极高的声誉，并且改写了motioncapture系统传统意义上涵盖的内容。它由一组网络连接的ViconMX运动捕捉摄像机和其它设备，建立起一个完整的三维运动捕获系统，以提供实时光学数据，这些数据可以被应用于实时在线或者离线的运动捕捉、分析，应用领域涉及动画制作、虚拟现实系统、机器人遥控、互动式游戏、体育训练、人体工程学研究、生物力学研究等方面。功能Vicon系统是非常准确和可靠的光学动作捕捉系统，它所提供的实时光学数据，可以被应用于实时在线或者离线的运动捕捉、分析特点Vicon公司开发了自己专利的ViconVegas传感器，可以实现高分辨率与高捕捉频率的同时性，实时捕捉三维效果好，功能强MXControl提供ViconMX系统与第三方设备之间的接口，包括测力板、肌电设备、音频、数据手套、眼球跟踪器或者其它数字设备，也可以包含其它附加的板卡以增强ViconMX系统的功能捕捉摄像机精度高，得到数据非常稳定，捕捉距离也更远局部捕捉标记点即使被身体挡住，经过软件处理后仍然可以得到令人满意的输出CNISVicon动作捕捉系统操作手册4数据MX系统安装、调试方便，脱离了旧系统的数据服务器，运输携带更方便；软件界面人性化，数据处理能力强，批处理功能十分方便；1.2仪器主要部件1.2.1硬件设施图1-1ViconMX系统硬件的主要组成部分图1-2ViconMX系统校准套件及标准配件CNISVicon动作捕捉系统操作手册5ViconMX系统硬件的主要组成部分包含MX摄像机图1-3ViconMX摄像机包括捕捉特殊波长区域光波的红外拍摄器、发光器、镜头、光学过滤器及连线等。MX组件由MXNET、MXLink和MXUltranetHD组成ViconMX系统的分布式构架以适应系统中的MX摄像机以及来自第三方的硬件设备。PC主机需要注意的是，系统中使用的PC，在安装Vicon软件之前，必须把IP地址设为192.168.10.1，子网掩码设为：255.255.255.0，同时需要关闭Windows防火墙，才能保证软件正常安装和使用。ViconDatastationADCPatchPanel信息转换盒图1-4ViconDatastationADCPatchPanel信息转换盒CNISVicon动作捕捉系统操作手册6用于Vicon系统和第三方测试系统硬件设备的信息MX专用连接线种类包括：摄像机——摄像机发光器部分之间的连接线摄像机或者MXUltranetHD——MXNet之间的连接线MXNet——MXLink之间的连接线MXLink——MXLink之间的连接线MXNet或者MXLink——PC主机之间的连接线校准套件校准套件即包含5个Marker点的T形校正架，用于精确校准ViconMX系统。标准配件ViconMX系统标准配件通常包含：粘贴反光球用的胶捕捉时穿着的紧身服软件加密狗ViconMX系统捕捉用反光球，直径分别9.5毫米、14毫米两种规格1.2.2硬件的连接（1）MX摄像机的调试Vicon系统中共12台摄像机，应保证安装使用前进行以下调试：光圈一般设置为2.0~2.5，焦距一般设置为＋∞，特别注意外侧的红外线发光圈尽量与镜头外缘保持平齐。CNISVicon动作捕捉系统操作手册7图1-5摄像机的调试（2）MX摄像机与MXUltranetHD盒的连接系统中的12台摄像机，通过摄像机后方的“netconnect”接口，由数据线分别连接到MXUltranetHD盒后方左边最上部的十个“ViconCameras”接口上。注意连接线接口上的红点对齐相机标号数字插入。由于每个MXUltranetHD盒只有10个“ViconCameras”接口，因此12台摄像机需要两个MXUltranetHD盒。图1-6摄像机的连接（3）两个MXUltranetHD盒之间的连接由于系统使用12台摄像机，需要两个MXUltranetHD盒，两个MXUltranetHD盒之间通过后方中部的“UltanetLinks”接口由网线相连接。CNISVicon动作捕捉系统操作手册8图1-7两个MXUltranetHD盒的连接（4）MXUltranetHD盒与PC的连接两个MXUltranetHD盒相接好后，找到下方MXUltranetHD盒后方左下部的一排“GIGABITETHERNETCAMERAS”接口中最右边的一个白色标识的“PC”接口，用网线与PC连接。图1-8MXUltranetHD盒后部接口（5）MXUltranetHD盒与第三方测试系统的连接（通过ViconDatastationADCPatchPanel盒实现连接）如测试过程中需要与测力台，肌电等第三方测试系统同步，则需要通过MXUltranetHD盒后方中部的“ANALOG”接口由一根64针的连接线与ViconDatastationADCPatchPane