英國(guó)考文垂大學(xué)基于Xsens動(dòng)作捕捉技術(shù)的自由度捕捉應(yīng)用
英國(guó)考文垂大學(xué)自由度捕捉應(yīng)用
英國(guó)考文垂大學(xué)致力于研究設(shè)計(jì)方案的安全性和親和性，方案全部基于生物力學(xué)領(lǐng)域全新的科研項(xiàng)目。英國(guó)考文垂大學(xué)是該地區(qū)最重要的機(jī)構(gòu)之一，有世界上最大的汽車設(shè)計(jì)課程，專業(yè)研究車輛的設(shè)計(jì)和造型、車輛電氣化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和輕量化、無線傳感、車輛動(dòng)力學(xué)和安全等內(nèi)容。
首席講師James Shippen在各個(gè)研究領(lǐng)域都進(jìn)行工作，他還致力于和商業(yè)機(jī)構(gòu)研發(fā)生物力學(xué)模型庫(kù)。雖然研究?jī)?nèi)容廣泛，涉及眾多領(lǐng)域，但都與Xsens公司的MVN技術(shù)息息相關(guān)。通過使用Xsens技術(shù)，科研團(tuán)隊(duì)能夠探索新的領(lǐng)域并將科研內(nèi)容增加十倍，科研結(jié)果也是以前渴望可不可及的。
人體生物力學(xué)的十年
Shippen的生物力學(xué)模型庫(kù)叫做'BoB'（Biomechanics of Bodies），可與動(dòng)捕數(shù)據(jù)結(jié)合使用，自動(dòng)計(jì)算各種活動(dòng)中的體內(nèi)負(fù)荷、能量消耗、反作用力、關(guān)節(jié)接觸力等。
Shippen解釋說：“我們的工作是分析動(dòng)作和機(jī)制，這里的機(jī)制恰好是一個(gè)人”。 簡(jiǎn)而言之，我們?cè)谑褂霉こ淘矸治鱿喈?dāng)復(fù)雜機(jī)制的運(yùn)動(dòng)，而我們對(duì)它并沒有藍(lán)圖。 對(duì)人而言，實(shí)際的研究?jī)?nèi)容挺讓人驚訝的，因?yàn)槊恳粋€(gè)的生物力學(xué)模型都不一樣，可研究的內(nèi)容太多了。BoB包含人體骨骼，肌肉和關(guān)節(jié)的模型，這些模型可應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，幫助用戶確定運(yùn)動(dòng)過程中身體發(fā)生的變化。數(shù)據(jù)可以從Xsens MVNx文件導(dǎo)入，然后用BoB模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
Shippen說：“這是我們已經(jīng)開發(fā)了大約十年的生物力學(xué)模型庫(kù)”。 我們讓人穿上Xsens動(dòng)捕服，做一些特定的動(dòng)作，具體動(dòng)作取決于我們正在研究的內(nèi)容。然后，我們把這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入BoB，用它作為軟件的學(xué)習(xí)案例和開發(fā)數(shù)據(jù)。
在商業(yè)方面，BoB能夠深入了解各種身體動(dòng)作，例如：人工操作、汽車公司的上下車動(dòng)作案例。
不論用途是什么，BoB的核心作用是提供動(dòng)作分析、人體工程學(xué)問題，生成的數(shù)據(jù)也有助于減輕或緩解導(dǎo)致該問題的原因。
在真實(shí)環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
在采用Xsens技術(shù)之前，英國(guó)考文垂大學(xué)使用光學(xué)動(dòng)作捕捉來追蹤動(dòng)作。但是，解決方案最終出現(xiàn)了一些問題。
“使用光學(xué)跟蹤產(chǎn)品時(shí)，陽光可以產(chǎn)生問題，無限移動(dòng)也是問題。其他使用問題也存在。Xsens出現(xiàn)后，憑借其靈活性，我們可以做以前無法做到的科研內(nèi)容。Xsens產(chǎn)品價(jià)格也是光學(xué)跟蹤產(chǎn)品的三分之一。這是雙贏。”
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我們以前曾試圖在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用光學(xué)跟蹤設(shè)備復(fù)現(xiàn)真實(shí)的環(huán)境，但這往往會(huì)扭曲結(jié)果，因?yàn)榄h(huán)境不夠精確，而且設(shè)備價(jià)格昂貴。
但自從使用Xsens公司的產(chǎn)品以后，英國(guó)考文垂大學(xué)的研究人員可以離開實(shí)驗(yàn)室并在任何地方捕捉動(dòng)作，結(jié)果更快、更真實(shí)、更可靠。
“穿上Xsens動(dòng)捕服，照常工作，幾乎會(huì)忘記穿了這件動(dòng)捕服。也不會(huì)在意它的存在。與此同時(shí)，我們?cè)谧琅栽丛床粩嗟夭杉綌?shù)據(jù)。”
有條不紊
作為人體工程學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)先學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，英國(guó)考文垂大學(xué)是Xsens新款 MVN的首批用戶之一。
“收到全新測(cè)試版的MVN后，我們發(fā)現(xiàn)它更加優(yōu)秀，校準(zhǔn)對(duì)姿態(tài)或姿勢(shì)的變化更先進(jìn)。數(shù)據(jù)更干凈。”因此我們可以把數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入BoB進(jìn)行分析。雖然不全是實(shí)時(shí)獲得結(jié)果，但我們正在利用這項(xiàng)新技術(shù)接近全實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)。相比之下，光學(xué)數(shù)據(jù)設(shè)備需要數(shù)天才能整理好。
Xsens改變了我們的世界，無論是后處理的便捷性，還是位置的獨(dú)立性。我們只是將BoB與Xsens聯(lián)用就可以完成數(shù)據(jù)采集工作。
更上一層樓 – 數(shù)據(jù)提升十倍
過去，考文垂大學(xué)流動(dòng)與運(yùn)輸中心必須評(píng)估生物力學(xué)研究是否可行，然后才能發(fā)布。 現(xiàn)在，隨著Xsens技術(shù)提供的新的易用性和移動(dòng)性，該團(tuán)隊(duì)得到了解放。 他們可以在無數(shù)的環(huán)境，行業(yè)和應(yīng)用中探索運(yùn)動(dòng)，包括在采用Xsens技術(shù)之前永遠(yuǎn)不會(huì)有選擇的領(lǐng)域。 由于后勤或金錢方面的限制，不再有一些研究范圍。
Xsens MVN讓用戶更加自由，我們現(xiàn)在的客戶對(duì)采礦業(yè)感興趣，而用光學(xué)捕捉技術(shù)是無法勝任的。 Xsens設(shè)備為動(dòng)捕開辟了更多應(yīng)用，并將BoB的應(yīng)用放大了十倍。優(yōu)質(zhì)，數(shù)據(jù)精確，即穿即用是Xsens的優(yōu)點(diǎn)。 Xsens改變了世界，也改變了生物力學(xué)界。
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