vr第三讲.ppt

1、第三种虚拟现实跟踪技术，牙齿讲座概述，运动跟踪设备简介6DOF位置跟踪器数据手套人体运动跟踪，1，运动跟踪设备简介，运动跟踪设备：mouse (2D)，There are many different kinds wheeled mouse 2-.the purpose of a mouse。translate your hand motion into signals that the computer can use to position a cursor on the screen .inside a wheeled mouse 3360，The components of non-o

2、ptical mouse，A ball touches The desktop rolls when mouse moves . two rollers touch The、optical mouse、same goal、but has no moving parts . introduced in late 1999 . uses a tiny camera to 500 pictures every second and sees how pates，problems with using mouse for art，Dont have a change in touch sensitiv

3、ity . some what clunky to move exactly as you wish . really designed as a poot.运动跟踪设备：6DOF跟踪器、Flock of Bird、运动跟踪设备：数据服装、使用电磁位置/姿势传感器的人体运动轨迹图表、双人徒手格斗动作图表、真实与虚拟现实人体交互图表、运动跟踪设备：数据服装(无线)、数据服装和数据大量光纤安装在紧身衣服上，可以测量四肢的位置，然后用计算机重新制作图像。牙齿方法是否会在虚拟环境中占有一席之地还需要考证。但是牙齿技术对于在特定工作环境中包含人的位置的研究非常重要。对于数据服装制造商来说，一个茄子潜在的

4、问题是人的外形变化太大。使用两个或多个相机类型传感器分隔三维信息。使用高级模式识别技术跟踪头部位置。运动跟踪设备：将反射标签(Marker)粘贴到光学动作捕捉设备、工作方式和要跟踪的对象上，通过镜头发射和接受指定波长的红外线，从而获得Marker的三维运动轨迹。必须确保每个marker至少观察到两个摄影机。工作原理，运动跟踪设备：基于图像系统，使用两个或多个相机类型的传感器来区分3D信息。使用高级模式识别技术跟踪头部位置。4相机照片设备、整个场景的光学跟踪系统、运动跟踪设备：数据手套、数据手套将手势转换为计算机能够识别的数据。合理的价钱对比度性能使数据手套成为最受欢迎的手控制器。手套背面内置了

5、光纤传感器，可以监控手指拉伸。安装在手背上的空间跟踪系统可以监视手的位置和方向，有微处理器可以监视通过光纤的光量和空间跟踪器返回的信息。与虚拟触觉、屏幕显示一起再现触觉的皮肤感觉显示器可以利用附着在显示器上的薄电极和缠绕在手指上的薄膜之间发生的静电，再现物体表面的凹凸感。在东京大学开发。数据手套、数据手套、牙齿数据手套共有18个传感器，分别测量手指关节的弯曲角度和手指开闭程度。用户戴上数据手套后，计算机可以通过A/D采样板和信号转换电路对每个传感器进行采样，将用户手的姿势和动作信息传送到计算机，从而实现人-电脑交互。数据手套，弯曲传感器是非常灵活的角度传感器(中科院自动化专利技术)，厚度约为1

6、毫米，长度和宽度可以根据需要制作。如图2所示。牙齿传感器轻便、薄、灵活，结合电脑采样电路可以检测物体的弯曲角度，特别适合人体每个关节的动态检测。数据手套，手指力反馈设备是产生实际接触和力觉的设备(专利技术)。如图3所示。牙齿装置体积小，结构简单，具有能产生更大驱动力的特点。可以安装在用户的手指或其他部分，使用接触触点上安装的力传感器，对作用力进行反馈控制，允许用户接收实际力反馈。将多个力反馈设备安装在同一个手指上，可以配置具有力反馈功能的“力反馈数据手套”。数据手套，力反馈数据手套结构图表，运动跟踪设备简介：摘要，2DOF运动跟踪设备6DOF运动跟踪设备数据服装数据服装(无线)光学运动跟踪(3

7、DOF)基于图像的运动跟踪方法数据手套，2，6DOF跟踪器，6 DOF磁源具有三个磁场方向、Flock of Bird、实施方法2:直流电磁跟踪系统、直流电磁跟踪系统由发射器(与磁源相同)、接收器(与磁接收器相同)和计算模块组成。静态精度：静态精度是跟踪器确定空间中特定位置坐标的功能。牙齿数据是与单个采样的参考值相比的最大偏差。动态精度：动态精度是追踪器的传感器动作时系统的精度。更新率：跟踪器将位置和方向数据输出到输出端口的功能。等待时间：等待时间是系统获取部分获取新数据的速度。更新率和延迟共同构成相位延迟反应。相位延迟：如果静态或感受器位置更改较慢，计算机的输出可以在精度限制和电脑分辨率范围

8、内跟踪感受器的绝对位置。如果感受器快速移动，计算机的输出和感受器的位置可能会有明显的误差。这是众所周知的相位延迟。定位：定位是实际位置和方向与报告的位置和方向之间的对应关系。信号噪声比：位置方向跟踪系统中的信号噪声比提供了信号组件的相对噪声组件的简单表示。性能参数、限制、电磁跟踪系统的缺点是对出现在发射器和接收器系统附近的电子导体(尤其是铁磁材料)非常敏感。这种磁性材料会使发射器形成的电磁场模式扭曲，从而导致跟踪器计算的位置和方向结果错误。实施方式3:使用声音位置跟踪系统、徐璐其他声源的声音查找和跟踪到达特定位置的时间差、相位差、声压差等。一般使用超音速频率(20kHz以上)，防止周围人听到发

9、射机发出的声音，以免引起环境污染。所以也称为超音速系统。两种茄子基本算法：声波飞行时间测量相位干涉测量法。声波飞行时间位置跟踪器，声波飞行时间装置通过测量声波飞行时间来确定距离。通过使用多个发射器和传感器获得一系列距离，可以计算接收器的位置和方向。，声波飞行时间位置追踪器受几个茄子因素的限制：声波每毫秒可以传播大约一英尺，发射波的传播必须在测量开始之前完成，只有波前到达传感器时才能获得有意义的数据。这些系统必须在发射器产生脉冲后发射几毫秒的音响脉冲，并在新的测量开始之前等待反射脉冲(回波)消失。每个组合需要单独的飞行序列，因此需要在所需的时间乘以发射器-传感器的组合数。由于时间飞行装置的资料传

10、输速度低，分类误差有缺陷。测量的可靠性取决于设备检测发射的声波到达的确切时刻的能力。到达的检测可能会受到磁盘驱动器的环境噪音和CRT扫描序列的干扰。气流和传感器锁也会导致分类误差。附加过滤器可以纠正错误，但是这些附加数据要求降低测试更新速度并增加延迟。相位相关位置跟踪器、相位相关位置跟踪器通过比较基准信号和传感器检测到的发射信号的相位来确定距离。由于拓扑可以连续测量，因此拓扑干涉系统可以生成更高的资料传输速度。大型数据设备可以多次过滤，以克服环境干扰的影响，而不影响系统的准确性、响应性或耐用性。音响位置跟踪器的评估，声波飞行时间系统的小范围内，声波飞行时间系统具有很好的准确度和对应性。工作范围

11、扩大后，声波飞行时间资料传输速度下降，系统对分类误差的补偿能力下降。在任何范围内，都容易被医生音响脉冲干扰。每次测量都是绝对距离，所以很难发生累积误差。相位相关系统相位相关系统本质上不容易被噪音干扰。高资料传输速度，牙齿系统可以提高准确度、响应速度、范围和健壮性。相位相干系统不容易被医生脉冲干扰。不能直接测量距离，只能测量位置的变化，很容易产生累积误差。基于传感器的虚拟人上半身运动实时控制：希望使用传感器实时记录实际人体手语运动，减少手动编辑手语时的工作量，满足手语合成的真实感要求。虚拟人的上半身运动实时控制虚拟人模型。虚拟人可以抽象为Articulation(链)。姿势可以用以下参数表示：基

12、准位置：表示虚拟人在全局环境中的位置。每个关节的角度：表示每个骨骼分段(分段)相对于其骨骼分段的方向；对于徐璐其他虚拟人几何体模型，可以根据给定的人体姿势表达参数应用运动学方法(平移和旋转)来计算虚拟人的姿势，然后应用电脑图形方法来显示牙齿姿势。姿势序列构成人体运动，虚拟上半身运动实时控制传感器放置。从T1获取的位置和方向信息说明了有关参考值手臂的信息是通过反向运动学方法计算的。有关手腕的信息从数据手套中获取。T4可用于检测头部的运动，暂时不使用。一只手的肩关节和肘关节共有5个自由度，上述方法中的每只手都使用6DOF传感器，因此可以完全确定人的姿势，还可以使用附加自由度更正或确认错误。每次传感

13、器读取帧数据时，6DOF传感器返回的数据是在全局坐标系(发射器坐标系)中的位置和方向(x，y)，虚拟人上半身运动实时控制传感器数据，虚拟人上半身运动实时控制人体上半身姿势计算方法，坐标系标准坐标系(W坐标系)，即发射器设备坐标系。传感器T1的本地坐标系T1坐标系。肩关节初始坐标系(S0坐标系)肩关节坐标系(s坐标系)。肘关节初始坐标系(E0坐标系)肘关节坐标系(e坐标系)。传感器T2的本地坐标系T2坐标系。右手为T3坐标系时，虚拟上半身运动实时控制人体上半身姿势的计算方法。问题：根据给定姿势下发射器坐标系中每个传感器的位置和方向进行计算。也就是说，身体坐标系(T1坐标系)中肩关节的Euler角

14、度肘关节是当前肩关节坐标系(S坐标系)中的Euler角度。虚拟人的上半身运动实时控制人体上半身姿势的计算方法。在e坐标系中，T2的位置和方向为(x0，y0，z0，0，0，0)，在肩关节S的初始时间(即S0)，T1坐标系中的位置和方向为(x0，y0，z0，0)，可以通过传感器补偿获得牙齿量，虚拟人的上半身运动实时控制人体上半身姿势的计算方法。S0坐标系中肘部E的位置E(S0)，其中E(E)=(0，0，0)肘部E在S0坐标系中为Euler角度Euler (S0)。其中re(e)=(；设置肩关节S的局部坐标系的三个单位矢量在S0坐标系中分别表示为XS(S0)、YS(S0)和ZS(S0)。在S0坐标系中计算肩关节S的Euler角度，虚拟上半身运动实时计算人体上半身姿势的方法，在S坐标系中计算肩关节E的Euler角度，虚拟人上半身运动实时控制概要，优点：肩部和肘部都有5个自由度，传