基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统...

合集下载

基于计算机视觉的三维人体运动分析技术

基于计算机视觉的三维人体运动分析技术

基于计算机视觉的三维人体运动分析技术人体运动是人类生活的重要组成部分,也是体育运动、医学康复等领域的重要研究对象。

三维人体运动分析技术是利用计算机视觉技术对人体运动进行定量分析的一种方法,能够准确地记录和分析人体运动的姿态、动作、力量等运动特征,为人体运动研究和应用提供了极大的帮助。

一、计算机视觉技术在三维人体运动分析中的应用计算机视觉技术是一种通过图像或视频数据,利用计算机算法实现对图像或视频内容自动分析和识别的技术。

在三维人体运动分析中,计算机视觉技术主要应用于数据采集和运动分析两个方面。

1、数据采集方面在三维人体运动分析中,数据采集是非常关键的一步。

传统上,数据采集需要使用多个摄像头,对被试进行多角度、多视角的拍摄,然后利用特定软件将不同视角的图像融合在一起构建三维人体模型。

但是,这种方式需要大量的时间和成本,而且对实验环境有着很高的要求。

利用计算机视觉技术进行数据采集,可以大大简化上述的操作过程。

例如,在使用深度相机进行人体姿态的采集时,无需使用多个摄像头,只需使用一个深度相机即可获取全身的姿态信息,同时,这样的数据采集过程无须标记人体的关节点位,更加便捷和高效。

2、运动分析方面在三维人体运动分析中,运动分析是最为重要的一步,也是衡量三维人体运动评估系统性能的重要指标。

目前,基于计算机视觉的运动分析技术主要有两类:基于图像处理和基于姿态估计的技术。

基于图像处理的运动分析技术主要是通过对多角度、多视角的图像进行处理和分析,得到人体运动的各项参数。

这种技术的优点是精度高,但需要进行大量的数据处理和算法优化。

基于姿态估计的运动分析技术则是利用计算机视觉技术,通过一个或多个摄像头对运动状态下的人体进行追踪,最终得到人体在三维坐标系中的实时坐标和运动轨迹。

这种技术比较方便和实时,并且有效地避免了图像处理过程中可能存在的误差。

二、基于计算机视觉的三维人体运动分析技术的应用基于计算机视觉的三维人体运动分析技术,已经在体育运动、医学康复、虚拟现实和人机交互等领域得到了广泛的应用。

基于视频的三维人体运动跟踪系统的设计与实现

基于视频的三维人体运动跟踪系统的设计与实现
( e g u i .c c ) d n y @ c a .n t
北 1 0 8 ) 0 0 0
北 京 1 0 4 ) 0 0 9


在 优 化 粒 子 滤 波 跟 踪 框 架 下 , 计 并 实 现 了一 个 结 合 多 种 图像 特 征 、 多 摄 像 机 环 境 下 跟 踪 人 体 运 动 的 三 设 在
J n ,2 0 ue 07
基 于 视频 的 三维 人体 运 动 跟踪 系统 的设 计 与 实现
邓 宇 李振波 华 李
( 国科 学 院计 算 技 术 研 究 所 智 能 信 息 处 理 重 点 实 验 室 中 ( 家智 能 计 算 机 研 究 中心 国
( 国科 学 院研 究 生 院 中
3 b d d l a r d l n ma el eio d mo e ,wec n d f et eta kn be tf n t n a d D o y mo e ,c meamo e d i g i l o d l a k h a ei h rc ig o jc u ci n n o
r s l e i sn p i ie p ril i e e o v t i g o tm z d a tce fl r.Th e e i n s s w ha ta ki a e o s r tn r s ls u t e xp rme t ho t t r c ng nd r c n tuc ig e u t ma e b urs s e a e a c r t n fe tv d y o y t m r c u a e a d e f c ie.Th ss s e c n b p l d t e e a r a u h a p tn i y t m a e a p i O s v r la e s s c ss ori g e mo i n a l ssa d h to nay i n uma n’ to na i ma i n

三维人体运动的计算机辅助分析在体育中的应用

三维人体运动的计算机辅助分析在体育中的应用

三维人体运动的计算机辅助分析在体育中的应用段师博【摘要】In recent years,the scope and application of computer technology in sports more widely. Athletes in training in the use of advanced science and technology can improve the effect of training. This paper describes the computer aided 3D human motion analysis in sports,including the definition of 3D human motion,analyzes the athletes of skinned mesh method based on the model,and finally describes thepretreatment,extraction and analysis of movement data.%近年来,计算机技术在竞技体育中应用的范围越来越广。

运动员在训练中采用先进的科学技术可以提高其训练的效果。

本文阐述了三维人体运动的计算机辅助分析在体育中的应用,包括三维人体运动的定义,分析了基于骨骼蒙皮法构建运动员模型,最后阐述了运动数据的预处理、提取和分析。

【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2014(000)019【总页数】3页(P149-150,155)【关键词】三维建模;运动捕捉;数据分析【作者】段师博【作者单位】咸阳师范学院体育系,陕西咸阳,712000【正文语种】中文为了更高、更强、更快的竞技体育目标,运动员要不断挑战和提高自己以提升速度和力量,必须要有刻苦的训练和科学的训练方法手段。

现在,竞技运动员成绩提高的方法越来越依赖科学技术,尤其是运动捕捉技术和体育系统仿真。

基于计算机视觉的人体骨骼运动分析系统设计

基于计算机视觉的人体骨骼运动分析系统设计

基于计算机视觉的人体骨骼运动分析系统设计一、引言近年来,随着计算机技术的快速发展,计算机视觉技术也愈发成熟,成为了一个重要的领域。

人体骨骼运动分析是一个广泛应用于运动训练、康复和生理学研究等领域的重要技术,也是计算机视觉技术的一个重要应用方向。

本文旨在介绍基于计算机视觉的人体骨骼运动分析系统的设计方法和实现过程。

二、相关技术1.计算机视觉计算机视觉是指利用计算机和相应的算法,对数字图像或者视频进行处理和分析的一种技术方法。

计算机视觉技术主要包括图像处理、模式识别、计算机图形学以及计算几何学等多个领域,它们共同构成了计算机视觉技术的基础。

2.人体骨骼运动分析人体骨骼运动分析是指对人体运动进行分析和计算,得到运动轨迹、角度和速度等信息。

人体骨骼运动分析可以应用于多个领域,例如:运动训练、康复和生理学研究。

三、系统设计本文设计的基于计算视觉的人体骨骼运动分析系统主要包括以下几个部分:1.数据采集数据采集是整个系统中的核心部分。

我们需要使用高速相机对人体进行拍摄,获取人体运动的图像数据。

在数据采集过程中,我们需要采用合适的光线和背景来确保图像质量。

2.人体识别在数据采集完毕后,我们需要进行人体识别。

人体识别是指对图像中的人体进行检测和分割,得到每个关节点的坐标,以便后续的骨骼连接。

3.骨骼连接在人体识别完毕之后,我们需要对不同关节点进行骨骼连接。

骨骼连接是指将人体各个关节点连接起来,形成骨架,以便后续对人体运动的分析和计算。

4.运动分析在骨骼连接之后,我们需要对人体进行运动分析。

运动分析包括计算人体骨骼运动的轨迹、角度和速度等信息。

在运动分析的过程中,我们需要采用合适的算法进行计算,并对结果进行可视化。

5.系统实现我们需要将上述流程组合实现,形成一个完整的基于计算机视觉的人体骨骼运动分析系统。

系统实现的过程中,需要注意数据的存储和管理、算法的优化和性能的提升等问题。

四、应用案例基于计算机视觉的人体骨骼运动分析系统在运动训练、康复和生理学研究方面具有很好的应用潜力。

仿真假人人体参数的计算和分析

仿真假人人体参数的计算和分析

仿真假人人体参数的计算和分析
戢敏;袁中凡;林大全
【期刊名称】《中国测试》
【年(卷),期】2003(029)004
【摘要】仿真假人人体参数的计算和分析将为仿真假人的研制提供重要的依据.本文对5%位点、50%位点和95%位点的飞行员样本人体各部分尺寸值,人体各部分旋转半径,人体各部分质心位置,人体各部分质量,人体各部分体积,人体各部分转动惯量进行了计算,结果证明了计算的正确性和对仿真假人研制的有用性.
【总页数】3页(P37-39)
【作者】戢敏;袁中凡;林大全
【作者单位】四川大学制造科学与工程学院,成都,610065;四川大学制造科学与工程学院,成都,610065;四川大学制造科学与工程学院,成都,610065
【正文语种】中文
【中图分类】TB18
【相关文献】
1.三维人体运动仿真与视频分析计算机辅助运动系统及应用 [J],
2.含人体模型的轿车正面碰撞计算机仿真分析 [J], 沈永峰;邸建卫
3.东方智能化仿真人体模型参数的分析计算 [J], 欧协锋;袁中凡;林大全;程亮
4.高性能感应电机的参数计算及动态仿真分析 [J], 夏红勇;张凤阁;兰万玲
5.冷连轧设定值预计算仿真系统过程数据表计算参数分析 [J], 郝培锋;顾元平;吴文彬;朱泉封
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于Unity3D的虚拟维修人体建模与运动仿真方法

基于Unity3D的虚拟维修人体建模与运动仿真方法

基于Unity3D的虚拟维修人体建模与运动仿真方法随着虚拟现实技术的不断发展,虚拟人体建模与运动仿真技术也逐渐成为一个备受关注的研究领域。

在医学领域,虚拟人体建模与运动仿真技术可以被应用于手术模拟、康复训练、人体姿势分析等领域。

本文将针对基于Unity3D的虚拟维修人体建模与运动仿真方法进行研究与探讨。

虚拟维修人体建模是指通过计算机图形学技术,对人体进行三维建模,实现对人体各部位的精确建模和组织结构的模拟。

而虚拟维修人体运动仿真则是在虚拟人体建模的基础上,实现对人体运动的仿真与模拟。

基于Unity3D的虚拟维修人体建模与运动仿真方法,其具体实现过程主要包括人体建模、骨骼动画、物理引擎等多个方面。

基于Unity3D的虚拟维修人体建模与运动仿真方法的第一步是人体建模。

在Unity3D 中,可以使用专业的建模工具(例如Blender、Maya等)对人体进行建模。

建模的过程中,需要对人体各部位进行精确的建模,确保模型的真实性和精细度。

还需要考虑到人体的肌肉、骨骼、皮肤等组织结构,以及不同的姿势和动作,在建模过程中需要考虑到这些因素,保证建模的精确性和真实性。

在虚拟维修人体建模与运动仿真中,骨骼动画是一个非常重要的环节。

在Unity3D中,可以使用骨骼动画技术对人体进行动画的表现,通过对骨骼进行动画的关键帧设置和曲线调整,实现对人体运动的仿真和模拟。

在建模的过程中,需要考虑到人体不同部位之间的连接关系和动态变化,以及骨骼的自由度和限制条件,在动画设计中需要保证运动的自然流畅和真实性。

物理引擎也是虚拟维修人体建模与运动仿真的重要组成部分。

通过Unity3D的物理引擎组件,可以实现对人体的物理运动的模拟与仿真。

在虚拟维修人体建模与运动仿真过程中,物理引擎可以模拟人体不同部位之间的相互作用关系,例如骨骼之间的约束关系、肌肉之间的拉伸和收缩等,以及在不同环境条件下的运动效果。

通过物理引擎技术,可以使虚拟人体的运动仿真更加真实和精确。

基于虚拟现实技术的人体运动轨迹分析与仿真

基于虚拟现实技术的人体运动轨迹分析与仿真

基于虚拟现实技术的人体运动轨迹分析与仿真随着科技的发展,虚拟现实技术已经普及到每个人的生活中。

在医疗、军事、娱乐等领域都有着很好的应用。

其中,基于虚拟现实技术的人体运动轨迹分析与仿真技术备受关注。

这项技术可以为人们提供更加精确的运动学分析,以及更加生动的运动仿真效果。

一、人体运动轨迹分析技术人体运动轨迹分析技术是一项基于虚拟现实技术的运动学分析技术,它可以模拟人体在运动过程中的各种姿势变化,并通过大量的数据处理和分析,给出精确的人体运动轨迹分析结果。

这项技术可以应用于很多领域,如运动训练、医疗康复、心理治疗等。

比如在运动训练中,人体运动轨迹分析技术可以帮助运动员准确地分析自己的运动状态,找到自己运动中的不足之处并加以改进,从而提高自己的运动技能和竞技水平。

二、人体运动仿真技术人体运动仿真技术是一项基于虚拟现实技术的仿真技术,它可以模拟人体在运动过程中的各种姿势和动作,并通过智能算法模拟出人体的一系列生理反应和行为表现。

人体运动仿真技术可以广泛应用于体育竞技、职业训练、医疗康复等领域。

比如在体育竞技中,人体运动仿真技术可以帮助运动员根据不同比赛场景,模拟出各种不同的运动状态,从而提高自己的竞技能力和应对能力。

三、运动轨迹分析与仿真技术的优势基于虚拟现实技术的人体运动轨迹分析与仿真技术具有很多优势。

首先,在人体运动轨迹分析方面,它可以准确地分析运动员在运动中的各种姿势变化,找出运动的瑕疵并加以改进。

其次,在运动仿真方面,它可以模拟出各种生理反应和行为表现,帮助训练者更好地掌握运动技巧,提高训练效果。

此外,基于虚拟现实技术的人体运动轨迹分析与仿真技术还可以提高运动员的训练效率。

通过精准的数据分析和科学的仿真演示,运动员可以更好地了解自己的身体状况和运动技巧,从而在更短的时间内提高自己的训练效率。

四、人体运动轨迹分析与仿真技术在未来的应用前景基于虚拟现实技术的人体运动轨迹分析与仿真技术在未来具有广阔的应用前景。

基于视频和三维动作捕捉数据的人体动作识别方法的研究共3篇

基于视频和三维动作捕捉数据的人体动作识别方法的研究共3篇

基于视频和三维动作捕捉数据的人体动作识别方法的研究共3篇基于视频和三维动作捕捉数据的人体动作识别方法的研究1人体动作识别一直是计算机视觉领域的一个研究热点,它可以应用于很多领域,如虚拟现实游戏、人机交互、安防监控等。

而基于视频和三维动作捕捉数据的人体动作识别方法是当前比较主流的一种方法,本文将介绍这种方法的研究进展和应用情况。

首先,基于视频和三维动作捕捉数据的人体动作识别方法是通过对视频和三维动作捕捉数据进行处理和分析,从而识别出人体的动作。

这种方法的一般流程是:首先采集视频和三维动作捕捉数据,然后通过对数据进行预处理和特征提取,进而进行分类和识别。

其中,预处理包括数据采集、标定、对齐等;特征提取是利用一些特征描述算法,如HOG、SIFT、SURF等,从数据中提取出特征向量;分类和识别则是通过机器学习算法,如SVM、KNN、决策树等,进行分类和识别。

目前,基于视频和三维动作捕捉数据的人体动作识别方法已经在很多领域得到了应用。

在虚拟现实游戏中,这种方法可以实现对玩家的动作进行识别和反馈,进一步增强游戏的沉浸感和互动性;在人机交互领域,这种方法可以实现对人手势的识别,从而实现手势控制功能;在安防监控领域,这种方法可以实现对异常动作的监测和报警。

此外,基于视频和三维动作捕捉数据的人体动作识别方法还可以应用于体育训练、医疗康复等领域。

然而,基于视频和三维动作捕捉数据的人体动作识别方法也面临着一些挑战。

一方面,数据采集和数据处理的成本较高,需要采集大量的视频和三维动作捕捉数据,并进行标定和对齐,这都需要耗费大量的时间和资源;另一方面,算法的精度和鲁棒性也需要不断提高,特别是在面对复杂场景、光照变化和遮挡等情况时,算法的分类和识别能力需要更加强大、灵活。

总的来说,基于视频和三维动作捕捉数据的人体动作识别方法是计算机视觉领域的一个重要研究方向,具有广泛的应用前景。

尽管它面临着一些挑战,但是在硬件技术、算法优化等方面的不断进步,相信这种方法将会得到更好的发展和应用基于视频和三维动作捕捉数据的人体动作识别方法在游戏、人机交互、安防监控、体育训练、医疗康复等领域具有广泛的应用前景。

《2024年基于三维姿态估计的虚拟角色运动控制方法》范文

《2024年基于三维姿态估计的虚拟角色运动控制方法》范文

《基于三维姿态估计的虚拟角色运动控制方法》篇一一、引言随着虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术的不断发展,人们对于三维(3D)视觉效果的期待愈发提升。

三维姿态估计是其中一项重要的技术,其在动画制作、运动控制等领域均有广泛应用。

本文将详细探讨基于三维姿态估计的虚拟角色运动控制方法,分析其技术原理、实现流程及实际应用。

二、三维姿态估计技术概述三维姿态估计是计算机视觉领域的一项重要技术,其核心思想是通过捕捉和分析图像或视频中的人体运动信息,实现人体姿态的三维重建。

该技术广泛应用于人体运动分析、虚拟角色动画制作、运动控制等领域。

三、基于三维姿态估计的虚拟角色运动控制方法1. 技术原理基于三维姿态估计的虚拟角色运动控制方法,主要通过捕捉真实人物的运动信息,将其转化为虚拟角色的运动。

具体而言,通过摄像头捕捉真实人物的三维姿态信息,利用算法对姿态信息进行识别、分析和处理,然后将处理后的信息映射到虚拟角色上,实现虚拟角色的运动控制。

2. 实现流程(1)数据采集:通过摄像头等设备捕捉真实人物的运动信息。

(2)姿态估计:利用算法对采集到的数据进行处理,识别出人体的关键点信息,进而实现三维姿态估计。

(3)映射转换:将处理后的姿态信息映射到虚拟角色上,实现虚拟角色的运动控制。

(4)实时渲染:通过计算机图形学技术,将虚拟角色的运动效果实时呈现在屏幕上。

四、实际应用及案例分析1. 动画制作:在动画制作过程中,通过基于三维姿态估计的虚拟角色运动控制方法,可以实现真实人物的动态捕捉和映射,使得动画角色的动作更加自然、逼真。

例如,在电影《阿凡达》中,通过该技术实现了角色动作与真实演员动作的高度吻合。

2. 运动控制:在虚拟现实和增强现实应用中,通过该技术可以实现虚拟角色的实时互动和控制。

例如,在体育训练中,可以通过该技术实时捕捉运动员的动作信息,为运动员提供精确的动作分析和训练指导。

五、优势与挑战1. 优势:基于三维姿态估计的虚拟角色运动控制方法具有实时性高、准确性好、灵活性强等优势。

基于虚拟现实的人体运动分析与优化

基于虚拟现实的人体运动分析与优化

基于虚拟现实的人体运动分析与优化近年来,随着虚拟现实技术的快速发展,基于虚拟现实的人体运动分析与优化逐渐成为了热门话题。

虚拟现实技术能够使人们通过模拟真实场景,进一步探究人体运动学现象,并提供可视化的数据信息,为人体运动分析与优化提供了前所未有的可能性。

一、基于虚拟现实的人体运动分析虚拟现实技术可以创建一个模拟的三维运动场景,将人体运动的数据进行三维可视化展示。

通过虚拟现实技术,可以实现人体运动的立体重构、关节角度测量、肌肉力量估计等详细的分析,从而更加准确地探究人体在运动中的力学性质。

比如,动态的虚拟现实场景能够模拟各种不同的身体姿势和活动,分析人体肌肉的活动情况,改变肌肉活动方式,从而实现优化运动效果和预防活动伤害的目的。

此外,基于虚拟现实技术的人体运动分析方法还可以用于研究人体运动的动力学特性,包括关节约束性,肌肉力量和弹性、惯性等因素的影响,以及人体运动的频率和时间等因素。

这些数据和信息提供了关于人体运动机制和身体结构特征的有用见解,可为运动训练和康复治疗提供有力支持。

二、基于虚拟现实的人体运动优化虚拟现实技术用于人体运动优化,可以在人体进行活动的过程中,通过分析相关数据,量化分析活动质量,并帮助职业运动员和训练人员定位运动的漏斗,制定个性化训练计划。

而这样的辅助模型,可以使运动员和训练者直接感受到运动中身体和运动器官之间的不同合作方式,从而更为深入地了解身体的反应,获得更好的训练效果。

虚拟现实技术可以通过让运动者和训练人员直观地感受自己的运动姿势和运动过程,进一步优化运动、改善技能。

虚拟现实系统可以模拟真实运动情况,让运动者感受到实际运动中的力学性质,并可随时获取详细的运动数据,与此同时还能自由、随意改变负载、变量等情况,从而进一步发现个体差异,提高训练效率。

三、未来的虚拟现实技术随着虚拟现实技术的快速发展,未来的虚拟现实技术将更加智能化,为人体运动分析和优化提供更多有用的数据信息。

一方面,未来的虚拟现实技术将更加准确地检测人体运动姿势,提供更为精确的关节测量、肌肉活动、骨骼活动测量等数据信息,便于运动员和训练人员进一步探究人体运动学现象。

基于Unity3D的虚拟维修人体建模与运动仿真方法

基于Unity3D的虚拟维修人体建模与运动仿真方法

基于Unity3D的虚拟维修人体建模与运动仿真方法虚拟维修人体建模与运动仿真是一种通过计算机技术进行人体结构建模和运动仿真的方法,其应用领域涵盖了医学、生物科学、计算机游戏等多个领域。

基于Unity3D的虚拟维修人体建模与运动仿真方法,具有较强的真实感和交互性,能够为医学相关领域提供更加真实、直观的人体结构和运动仿真模拟。

本文将从理论、方法以及实际应用等多个角度对基于Unity3D的虚拟维修人体建模与运动仿真进行深入分析和探讨。

1.1 三维建模技术三维建模技术是指利用计算机技术对三维空间进行建模的一种技术。

在虚拟维修人体建模过程中,三维建模技术可以实现对人体各部位的精确建模,包括骨骼、肌肉、器官等。

基于Unity3D的三维建模技术具有较强的灵活性和实用性,能够实现对人体结构的高度还原。

1.2 生物力学分析生物力学是研究生物体运动规律和力学特性的学科,其在虚拟维修人体建模中具有重要作用。

借助生物力学分析技术,可以对人体各部位的运动进行精确模拟,还原真实的生理运动过程。

基于Unity3D的虚拟维修人体建模方法结合了生物力学分析技术,可以实现对人体运动的高度还原和仿真。

1.3 纹理渲染技术纹理渲染技术是指对三维模型表面进行纹理映射和渲染的技术。

在虚拟维修人体建模中,纹理渲染技术能够实现对人体表皮、肌肉等部位的真实纹理还原,增强虚拟人体模型的真实感和逼真度。

基于Unity3D的虚拟维修人体建模方法可以利用其强大的纹理渲染功能,实现对人体表面的高度真实的纹理还原。

1.4 虚拟现实技术虚拟现实技术是指利用计算机技术对现实世界进行模拟和再现的技术。

在基于Unity3D的虚拟维修人体建模中,虚拟现实技术可以实现对人体结构和运动的交互式模拟,使得用户能够通过虚拟环境实时观察和交互模拟。

虚拟现实技术的应用可以大大提高虚拟维修人体建模的交互性和真实感。

2.1 骨骼动画技术骨骼动画技术是指通过对人体骨架进行动画建模和运动模拟的技术。

三维人体动态计算机模拟及仿真系统

三维人体动态计算机模拟及仿真系统

三维人体动态电脑模拟及仿真系统(一)LifeMOD生物力学数字仿真软件1.简介LifeMOD 生物力学数字仿真软件是在MSC.ADAMS 基础上,进行二次开发,用以研究人体生物力学特征的数字仿真软件,是当今最先进、最完整的人体仿真软件。

LifeMOD 生物力学数字仿真软件可用于建立任何生物系统的生物力学模型。

这种仿真技术可使研究人员建立各种各样的人体生物力学模型,模拟和仿真人体的运动,并深入地了解人体动作背后的力学特性以及动作技能控制规律。

鉴于LifeMOD 生物力学数字仿真软件的强大功能,它成功地应用于生物力学、工程学、康复医学等多个领域。

2.厂商美国BRG(Biomechanics Research Group)公司具有超过20年的与世界顶级研究机构和商业机构的成功合作历史,包括体育器材生产商、整形外科、人体损伤研究机构、高校和研究院所、政府机构、医疗器械生产商以及空间技术研究机构,在生物力学、工程学、康复医学等许多行业中有卓越的名誉。

3.型号LifeMOD 2008.0.04.功能LifeMOD 生物力学数字仿真软件的功能强大、先进而且普遍适用。

LifeMOD 生物力学数字仿真软件可用于建立任何生物系统的生物力学模型。

这种仿真技术可使研究人员建立各种各样的人体生物力学模型;这些模型既能够再现现实的人体运动,也能够按照研究者的意愿预测非现实的人体运动;通过人体动作的模拟和仿真,计算出人体在运动过程中的运动学和动力学数据,从而使研究者能够深入地了解人体动作背后的力学特性以及动作技能控制规律。

在体育领域,利用LifeMOD的个性化建模和强大的计算能力,不但可以将运发动的比赛和训练情况进行再现并分析运动学、动力学特征,而且能够根据运发动各自的生理特征来进行不同情况的仿真,进行优化分析,进而到达优化运发动技术的目的,从而指导和帮助运动训练。

5.软件特性LifeMOD 生物力学数字仿真软件是创建成熟、可信的人体模型的工具。

基于视频数据与三维模型的虚拟场景生成

基于视频数据与三维模型的虚拟场景生成

基于视频数据与三维模型的虚拟场景生成作者:宋田茹童立靖李思哲高思琨来源:《电子技术与软件工程》2018年第23期摘要该文为设计与实现一个基于视频数据与三维模型的虚拟场景生成系统。

先构建一个基于OpenGL的三维模型开发平台,在此平台上完成三维模型的载入、几何变换、人机交互等功能。

然后用摄像机采集某一特定场景的视频数据,并对视频数据进行视频解码,提取其各帧的图像数据。

在开发平台上基于解析的图像数据完成三维场景的背景构建,同时构建三维人体的静态模型,通过程序对三维人体静态模型各部分进行空间几何变化,完成三维人体的运动模拟,并与背景图像进行合成,从而完成基于特定场景的人物运动的虚拟场景生成。

【关键词】三维模型人体运动 OpenGL 视频解码1 引言OpenGL是由SGI公司推出的一种图形与硬件的接口,包括120个图形函数,开发者可以用这些函数来建立三维模型和进行三维实时交互。

由于其强大的图形可视化功能且易于使用,已被认为是高性能图形和交互式视景处理的标准。

目前基于OpenGL的三维图形开发正快速涌现,尤其是一些游戏制作中,虚拟场景的构建、运动仿真、科学计算可视化等更是关键环节。

本文基于Windows下的OpenGL开发技术和方法,借助Visual Studio实现简单的三维模型及虚拟场景,有一定的参考价值。

2 三维模型的导入通过3dsMax将人物模型以OpenGL可处理的格式(OBJ文件格式)导出,然后基于该文件进行模型的导入。

2.1 OBJ文件格式简介OBJ模型文件为文本类型,定义了对象的几何和其它的一些特性,其文件结构非常简单,保存的是一些多边形的信息,如顶点的几何坐标、纹理坐标等,适合在应用程序中读取或进行3D文件格式转换。

这里的OBJ文件是一种定义物体几何模型的3D文件。

OBJ文件可以是二进制文件,也可以是ASCⅡ文件,其中二进制格式文件的扩展名是.mod,ASCⅡ格式文件的扩展名是.obj。

人体三维运动实时跟踪与建模系统

人体三维运动实时跟踪与建模系统

人体三维运动实时跟踪与建模系统的报告,800字
近年来,在计算机视觉领域中,实时运动跟踪和三维技术将在多个应用领域中发挥重要作用。

本报告介绍了一种使用嵌入式系统和深度学习技术的人体三维运动实时跟踪与建模系统。

本系统的架构由三部分组成:传感器,深度学习算法和实时体系结构。

传感器是系统的关键部件,用于检测人体动作,以便抓取实时的图像数据作为训练集。

深度学习算法用于识别和跟踪人体的运动,并可以自动识别半程姿势,大小变化和三维转换。

利用深度学习技术,能够准确识别运动特征,并可以根据运动姿态进行适当的模型匹配和建模。

最后,本系统的实时体系结构使用高精度的运动跟踪技术以及硬件加速技术,以实现高速处理和高精度的人体运动跟踪数据。

此外,本报告还详细介绍了系统架构中采用的传感器,深度学习算法和实时体系结构,以及它们所支持的人体跟踪技术能力和精度。

其中,传感器和深度学习算法可以有效提取和识别人体运动方面的特征,从而准确地跟踪和分析实时的运动数据。

同时,实时体系结构的高速处理技术可以实时运行大量的人体运动数据,以实现高精度的实时跟踪。

最后,本报告还分析了本系统在人体三维实时跟踪和建模方面的局限性,以及可能存在的潜在风险和改进方案。

总而言之,本报告提供了一种通过嵌入式系统和深度学习技术构建的人体三维运动实时跟踪与建模系统的详细介绍。

它既能够提高运动跟踪的精度,又能够显著提升计算机视觉领域的实时运动跟踪和建模的效率。

基于视频的三维人体运动跟踪系统的设计与实现

基于视频的三维人体运动跟踪系统的设计与实现

基于视频的三维人体运动跟踪系统的设计与实现
邓宇;李振波;李华
【期刊名称】《计算机辅助设计与图形学学报》
【年(卷),期】2007(019)006
【摘要】在优化粒子滤波跟踪框架下,设计并实现了一个结合多种图像特征、在多摄像机环境下跟踪人体运动的三维人体运动跟踪系统.通过定义三维人体模型、摄像机模型以及观测似然模型,得到跟踪所需目标函数,并使用优化粒子滤波算法进行求解.实验结果表明,该系统能够对人体运动进行准确的跟踪和三维重建,可应用于体育运动分析和动画制作等领域.
【总页数】7页(P769-774,780)
【作者】邓宇;李振波;李华
【作者单位】中国科学院计算技术研究所智能信息处理重点实验室,北京,100080;国家智能计算机研究中心,北京,100080;中国科学院研究生院,北京,100049
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.4
【相关文献】
1.基于局部先验模型的单目视频人体运动跟踪 [J], 王文中;王兆其;邓小明;夏时洪;邱显杰
2.适用于单目视频的无标记三维人体运动跟踪 [J], 邹北骥;陈姝;彭小宁;史操
3.基于视频的三维人体运动跟踪 [J], 刘国翌;陈睿;邓宇;李华
4.基于视频的人体上半身运动跟踪系统 [J], 刘国翌;李华
5.基于单目视频运动跟踪的三维人体动画 [J], 吴玥;田兴彦
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

三维人体运动仿真结果与录像同屏对比方法[发明专利]

三维人体运动仿真结果与录像同屏对比方法[发明专利]

专利名称:三维人体运动仿真结果与录像同屏对比方法专利类型:发明专利
发明人:王兆其,樊建平,李锦涛,钱跃良,邱显杰,夏时洪申请号:CN03147556.6
申请日:20030722
公开号:CN1479252A
公开日:
20040303
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种三维人体运动仿真结果与录像同屏对比方法,包括步骤:提取体育视频首帧对应摄像机的外参数,并据此对仿真分析系统中的虚拟摄像机进行视点调整;提取体育视频首帧的后续帧的摄像机定量全局运动,并据此控制仿真分析系统中的虚拟摄像机的运动。

本发明针对人体运动的录像,自动地提取摄像机所在的位置与方向,在同一屏幕上按相同的位置与方向显示其对应的三维人体运动仿真结果。

实现同屏对比,则可以快速、准确地比较运动员的完成动作与标准动作(或仿真结果)之间的差异,为运动员与教练员提出具体的改进意见和建议。

申请人:中国科学院计算技术研究所
地址:100080 北京市中关村科学院南路6号
国籍:CN
代理机构:中科专利商标代理有限责任公司
代理人:戎志敏
更多信息请下载全文后查看。

《2024年基于三维姿态估计的虚拟角色运动控制方法》范文

《2024年基于三维姿态估计的虚拟角色运动控制方法》范文

《基于三维姿态估计的虚拟角色运动控制方法》篇一一、引言随着计算机技术的快速发展,三维姿态估计技术在虚拟现实、动画制作、游戏开发等领域得到了广泛应用。

虚拟角色的运动控制是这些领域的重要研究方向,其关键在于如何准确、自然地模拟真实人物的动态行为。

本文提出了一种基于三维姿态估计的虚拟角色运动控制方法,旨在提高虚拟角色运动的真实感和自然度。

二、三维姿态估计技术概述三维姿态估计是一种通过计算机视觉技术,从图像或视频中提取并分析人体姿态的技术。

该技术可以实时捕捉人体关节的角度、位置等信息,为虚拟角色的运动控制提供重要的数据支持。

三、基于三维姿态估计的虚拟角色运动控制方法1. 数据采集与预处理首先,通过三维姿态估计技术,获取真实人物的运动数据。

然后,对数据进行预处理,包括去噪、平滑等操作,以提高数据的准确性和可靠性。

2. 关节点定位与映射将预处理后的数据中的关节点定位出来,并与虚拟角色模型中的关节点进行映射。

这样,可以将真实人物的运动数据应用到虚拟角色上。

3. 运动控制算法设计根据关节点定位与映射的结果,设计运动控制算法。

该算法应考虑虚拟角色的运动规律、动态行为等因素,以保证虚拟角色运动的真实感和自然度。

同时,为了提高算法的灵活性和可扩展性,可以采用基于机器学习的方法进行训练和优化。

4. 实时渲染与交互将运动控制算法应用到虚拟角色模型上,并通过实时渲染技术呈现在屏幕上。

同时,通过用户交互,如手势识别、语音识别等,实现对虚拟角色的控制。

四、实验与分析为了验证本文提出的基于三维姿态估计的虚拟角色运动控制方法的有效性,我们进行了实验。

实验结果表明,该方法可以准确地将真实人物的运动数据应用到虚拟角色上,使虚拟角色的运动更加真实、自然。

同时,该方法还具有较高的灵活性和可扩展性,可以应用于不同类型的虚拟角色和场景。

五、结论与展望本文提出了一种基于三维姿态估计的虚拟角色运动控制方法,通过数据采集与预处理、关节点定位与映射、运动控制算法设计以及实时渲染与交互等步骤,实现了真实人物运动数据到虚拟角色的有效转换。

模仿给定视频中人物动作的3D角色动作生成系统和方法[发明专利]

模仿给定视频中人物动作的3D角色动作生成系统和方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011101066.1(22)申请日 2020.10.15(71)申请人 复旦大学地址 200433 上海市杨浦区邯郸路220号(72)发明人 姜育刚 傅宇倩 付彦伟 (74)专利代理机构 上海正旦专利代理有限公司31200代理人 陆飞 陆尤(51)Int.Cl.G06T 13/40(2011.01)G06T 17/20(2006.01)G06K 9/00(2006.01)G06N 3/08(2006.01)G06N 3/04(2006.01)(54)发明名称模仿给定视频中人物动作的3D角色动作生成系统和方法(57)摘要本发明属于计算机技术领域,具体为模仿给定视频中人物动作的3D角色动作生成系统和方法。

本发明系统包括初始人体重建、规则数据meshcuboid构建、mesh2mesh平滑、人体姿态迁移四个模块;对于包含人体动作源视频,由初始人体重建模块恢复动作扮演者的mesh源序列;由规则数据meshcuboid构建模块将初始mesh序列构建成普通的规则数据meshcuboid;由mesh2mesh 平滑模块通过3D卷积对初始的mesh序列进行进一步的平滑,使得mesh序列的动作更加连贯;最后由人体姿态迁移模块逐帧将姿态从源mesh迁移到目标mesh上,实现将源视频中包含的动作序列迁移到目标3D角色中。

本发明可以生成跟源视频动作一致的mesh序列,并提升mesh序列的时序连贯性。

权利要求书2页 说明书7页 附图3页CN 112308952 A 2021.02.02C N 112308952A1.一种模仿给定视频中人物动作的3D角色动作生成系统,其特征在于,包括以下四个模块:(1)初始人体重建模块;(2)规则数据meshcuboid构建模块;(3)mesh2mesh平滑模块;(4)人体姿态迁移模块;对于给定一段包含人体动作的源视频,首先,由初始人体重建模块恢复动作扮演者的mesh源序列;然后,由规则数据meshcuboid构建模块将初始mesh序列构建成普通的规则数据meshcuboid;针对初始mesh序列存在的时序不连贯问题,由mesh2mesh 平滑模块通过3D卷积对初始的mesh序列进行进一步的平滑,使得mesh序列的动作更加连贯;最后,人体姿态迁移模块负责逐帧将姿态从源mesh迁移到目标mesh上,以此实现将源视频中包含的动作序列迁移到目标3D角色中的效果;其中,采用mesh作为统一的3D模型表示形式,mesh由一系列的点与面来定义,点表示模型中的顶点信息,其具体形式为(id,x,y, z),id表示顶点序号,x,y,z表示该顶点的3D坐标;面表示顶点之间的连接关系,其具体形式为(id1,id2,id3),表示其所连接的三个顶点序号。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统及示范应用
(一)科技奥运技术、产品、服务的名称及所属单位
1、项目名称:基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统及示范应用
2、所属单位:中国科学院计算技术研究所
(二)科技奥运技术、产品、服务在奥运筹备建设中的应用情况、专利保护情况、技术水平情况等
在国家运动队备战2004年雅典奥运会的过程中,我们积极试用阶段研究成果,为国家跳水队、蹦床队备战奥运的集训提供高科技服务。

在雅典奥运会上,我国跳水队取得六枚金牌的好成绩。

我国原有的弱势项目蹦床在雅典奥运会也获得一枚铜牌,实现了奖牌零的突破。

另外,中国该队在2005年举办的第二十四届世界蹦床锦标赛团体比赛中,夺得男、女蹦床团体和男子单跳团体三项世界冠军,实现中国蹦床在世界三大赛上的历史性突破,目前已经跃升为世界强队。

该项成果的应用已完全获得国家体育总局的肯定与认可,被认为是“一项开创性研究工作”,“能够有效提高运动训练的科学性和效率,对快速提高运动成绩有很大帮助”,并被授予第二十届奥运会科研攻关与科技服务一等奖,并有近40套软件系统无偿装备到各个运动项目的国家队,为多个运动项目国家队备战08年奥运会进行辅助训练。

1、应用情况:
实施本项目所产生的成果是“面向体育训练的三维人体运动模拟与视频分析系统”,该系统包含三维人体运动仿真与视频分析两个子系统,其应用情况如下。

1)、在国家运动队备战2004年雅典奥运会的过程中,我们积极试用阶段研究成果,为国家跳水队、蹦床队备战奥运的集训提供高科技服务。

研发的系统成为他们的重要训练科技装备,并为这些运动队在雅典奥运会取得这些优异成绩,做出了重要的贡献。

2)、由于系统在备战2004年雅典奥运会的过程中所取得的优异成绩,系统部分成果已开始在射击、田径、跳水、击剑、举重、体操等多个运动项目国家队备战08年奥运会训练中全面推广使用。

①在国家射击队的训练中,教练员利用此软件的自动跟踪功能获取手枪慢射运动员射击时手的移动轨迹,来分析射击动作的技术问题。

②在国家田径队,教练员利用此软件的动作冻结与分解功能得到铅球运动员完成一次投掷的动作分解图像,教练员再根据该图像分析投掷动作完成情况,向运动员讲解技术要领。

③在国家跳水队,教练员利用此软件将近几年世界大赛的录像资料进行了数字化加工,建立视频数据库,实现了基于内容的数据管理,使队里的技术研讨变得高效、形象与快捷。

3)、系统在地方运动队(北京运动队)推广使用,为北京队参加第十届全运会取得优异成绩作出了重要贡献。

①在木樨园体校,DVCoach软件被北京跳水队使用。

其中该软件的动作叠加对比功能发挥了很大的效能,用于比较一名运动员两次跳水动作之间的差别,也用于比较与国际高水平运动员之间的动作差别,纠正动作细节。

在十运会上,北京跳水队的两名年轻队员沈川子与林跃表现突出,被国家跳水队选中,进入国家队,成为备战08年奥运会的重点培养对象。

②在什刹海体校,DVCoach软件被应用于北京武术队的最后集训中,其中动作分解与绘图分析功能被经常使用,来掌握动作要领。

在十运会上,北京男子自选长拳运动员赵庆建取得突破,为北京代表图获得首枚金牌。

③在先农坛体校,DVCoach软件被北京体操队与田径队使用,使用效果也相当显著。

在北京体操队的最后集训中,DVCoach软件与国外软件一起使用,互相配合,各项功能得到了充分发挥,北京体操队也在十运会上发挥了最好水平,取得了两枚金牌。

在田径队,DVCoach软件主要是为女子跳高运动员景雪竹服务,为她与教练员提供基于图像的技术交流平台。

景雪竹也在十运会的比赛中发挥出较高水平,成功卫冕冠军。

4)、系统在北京匠心之轮国际体育中心推广使用,用于青少年网球培训;利用DVCoach软件系统编排青少年职业网球训练的视频分析教程,显著提高青少年网球教学的质量和效率。

2、专利保护:
项目组共申请专利14项,其中已授权专利4项。

3、技术水平:
2004年10月31日,通过中科院组织的专家鉴定,以汪成为院士为组长的专家组认为:
“面向体育训练的三维人体运动模拟与视频分析系统”在基于动态背景构造的视频运动对象提取技术、运动全景图合成技术、体育项目三维人体运动模拟和体育项目成套动作的可视化编排等方面有很好的创新性,已应用于国家运动队的实际训练中,且取得了很好的使用效果,为提高竞技运动训练水平与成绩提供了新方法和新工具。

该项研究成果达到了国际先进水平。

项目成果“面向体育训练的三维人体运动模拟与视频分析系统”获得2006年度北京市科技进步一等奖。

(三)科技奥运技术、产品、服务的社会需求情况、推广应用前景、推广应用方式等
本项目研究成果包括三维人体运动模拟与视频分析两个方面,其目的和作用是要实现体育训练方法的两个进步和转变:从传统的主要基于人眼观察的方法向基于高精度视频捕捉与分析的人体运动测量方法的转变;从基于经验的训练分析方法到基于人体运动仿真模拟的人体运动分析方法的转变。

这两个转变必将促进我国体育训练水平的大幅度提高,为“更高、更快、更强”的奥林匹克精神做出重要贡献,并产生深远的社会影响。

现实表明,本项目研究成果在这方面的作用已开始显露出来。

在国家运动队备战2004年雅典奥运会的过程中,本项目研究成果作为他们的重要训练科技装备,为国家跳水队、蹦床队备战雅典奥运会,取得这些优异成绩,做出了重要的贡献。

表现出了这种体育训练方法上的进步带来的可喜成绩。

该成果的应用已完全获得国家体育总局的肯定与认可,被认为是“一项开创性研究工作”,被授予第二十届奥运会科研攻关与科技服务一等奖,并有近40套软件系统装备到各个运动项目的国家队,为多个运动项目国家队备战08年奥运会进行辅助训练。

另外,北京市体育局备战十运会期间,也选用了5套软件系统,辅助北京运动队获得了近六届全运会的最好成绩,圆满完成了赛前既定目标。

在项目研究成果的应用推广方面,我们做了很多工作,也取得了很好的成果和效益。

在软件系统研制出后,课题组先后采用了试用、无偿赠送以及与同体育
部门合作推广等多种途径和方式期望实现该项研究成果的产品化,取得了一定的效果。

但我们同时也认识到,要使该项技术真正开发为一个成熟的产品,争取应用效益最大化,可能还需要引用更好的产业化模式。

(四)科技奥运技术、产品、服务推广以后能够产生的技术转移、技术服务、产品销售等直接经济效益,以及连带产生的间接经济社会效益情况北京华辰广正科技发展有限公司作为项目成果的独家推广单位,承担了辅助训练系统的推广应用工作。

该系统首先在国家跳水队与国家蹦床队备战2004年雅典奥运会集训中使用,为国家跳水队与国家蹦床队提供科技服务,取得良好的应用效果。

随后向国家体育总局赠送40软件系统,全面为我国体育健儿备战2008年奥运会服务;向北京市体育科学研究所赠送5套软件系统,为北京市跳水、武术等运动队备战十运会提供科技服务,为北京市相应项目运动队在十运会上取得优异成绩发挥了应有作用;向北京匠心之轮国际体育中心赠送10软件系统,用于青少年职业网球培训,显著提高了青少年网球教学的质量与效率。

本项研究成果会大大推进备战奥运训练的科学化,对我国在奥运会上获取好的成绩将提供强大的科技支持,更有助于推动我国体育事业及相关产业的发展。

为了体现对我国体育事业的全力支持,项目成果采用无偿赠送的方式,因此应用推广情况主要体现在社会效益上。

由于三维人体运动模拟与仿真分析技术在体育上的应用不仅在我国而且在国际上尚处于初期阶段,除了国内市场,据了解,欧美等发达国家对仿真和计算机的应用水平和认知程度都比国内更高一些,因而具有更大的市场潜力。

因此,该项成果也具有很好的经济效益。

相关文档
最新文档