硬核科普，助力产、学、研——光学动作捕捉系统到底是干嘛用的？

Xsens动作捕捉 2022-11-25 17716

原作于10月21日

全文共计约3500字，约需8分钟完成阅读

近些年，人工智能比较火热，人工智能分为三大学派，符号主义、连接主义、行为主义。

无人机、机器人等智能体属于连接主义、行为主义范畴，其应用价值也日益凸显。

在智能体算法层面，光学动作捕捉系统能做哪些事情呢？

我们先设想几个场景：

在未来几年内无人驾驶会越来越普遍，甚至在不久的将来，道路上的车会有超过一半是无人驾驶汽车；

无人机的应用会越来越普遍，物流、巡查、航测等等；

从扫地机器人开始我们的家庭生活里智能体的数量会逐渐丰富起来。

以上都可以称作为智能体，智能体也必将深入我们的生活，成为我们的好帮手。

那么，智能体在开发阶段是如何进行的呢？在算法层面又是否需要一把高精度的尺子呢？

【定义】

先给光学动作捕捉系统下一个定义：

它相当于智能体算法层面的一把“尺子”，能够实时以0.1mm的精度捕捉空间内智能体6DoF位姿信息。

有些名词可能仍然不够清晰明，后面会进一步进行说明。

光学动作捕捉系统依靠一整套精密而复杂的光学摄像头来实现，它通过计算机视觉原理，由多个高速摄像机从不同角度对目标特征点进行跟踪，以完成全身的动作的捕捉。

光学动作捕捉系统是一种用于准确测量物体（刚体）在室内三维空间运动信息的设备。

具有高精度的室内定位能力，能够给室内小车、无人机、机器人、机械手臂等智能体提供高精度的空间位置信息。

【工作原理】

精准记录运动信息：基于计算机视觉原理，光学室内定位系统通过布置在空间中的多个红外摄像机，捕捉区域内物体上反光标识点的运动信息，并以图像的形式记录下来。
实时解算六自由度位姿：利用计算机对捕捉到的图像数据进行处理，实时地解算出运动物体的六自由度位姿，即三自由度位置（X,Y, Z坐标）和三自由度姿态（俯仰角，偏航角和滚转角）。

该系统也可以称为“室内定位系统”或“室内GPS”。
多架相机支持，覆盖范围广：光学室内定位系统采用智能相机，将反光球图像坐标传到主机，不同相机数目将产生不同的覆盖范围，相机越多，覆盖范围越大。