动作捕捉数据采集和分析

编辑整理：整理来源：油管，浏览量：119，时间：2022-10-02 22:56:01

动作捕捉数据采集和分析，动作采集系统，动作捕捉数据采集和分析技术

1、动作捕捉数据采集和分析

你好，从技术的角度来说，运动捕捉的实质就是要测量、跟踪、记录物体在三维空间中的运动轨迹。典型的运动捕捉设备一般由以下几个部分组成：
· 传感器。所谓传感器是固定在运动物体特定部位的跟踪装置，它将向 Motion capture 系统提供运动物体运动的位置信息，一般会随着捕捉的细致程度确定跟踪器的数目。
· 信号捕捉设备。这种设备会因 Motion capture 系统的类型不同而有所区别，它们负责位置信号的捕捉。对于机械系统来说是一块捕捉电信号的线路板，对于光学 Motion capture 系统则是高分辨率红外摄像机。
· 数据传输设备。 Motion capture 系统，特别是需要实时效果的 Motion capture 系统需要将大量的运动数据从信号捕捉设备快速准确地传输到计算机系统进行处理，而数据传输设备就是用来完成此项工作的。
· 数据处理设备。经过 Motion capture 系统捕捉到的数据需要修正、处理后还要有三维模型向结合才能完成计算机动画制作的工作，这就需要我们应用数据处理软件或硬件来完成此项工作。软件也好硬件也罢它们都是借助计算机对数据高速的运算能力来完成数据的处理，使三维模型真正、自然地运动起来。 （推荐答案！）


动作捕捉(Motion Capture)是指利用外部设备对人体结构的运动进行数据记录和姿态还原的技术。
动作捕捉系统通常由硬件和软件两部分构成。硬件包含刚体标记点、采集设备、传输设备及数据处理设备等；软件包含系统设置、空间标定、运动捕捉、数据处理以及3D模型映射模型等功能模块。
目前最主流的动捕技术方向主要在光学动捕、惯性动捕这两个上面。二者在英美等国家已经发展了几十年，目前技术也达到非常成熟的阶段，被广泛运用在影视、游戏、动画、虚拟仿真、运动训练等各种领域。近几年，在动捕市场上国内也冒出了很多优秀的科技企业，如的瑞立视（光学）、的诺亦腾（惯性）。凭借中国制造业低成本、科技人才高储备等优秀，这些企业实现了非常快速的发展，未来值得期待。
此外，动作捕捉还有机械式、声学式、电磁式等动作捕捉技术，但是由于此类技术成本、可行性、精度等均无法达到主流动作捕捉技术水平，所以较少量产应用。

2、动作捕捉数据采集和分析技术

实时三维空间数据的采集测量分析，在光学动捕系统设备中，采用得比较多的是Nokov的动作捕捉系统，通过光学镜头捕捉待测物体表面的反光标记点，实时获取物体运动数据，并进行进一步运动控制，Nokov光学动作捕捉系统广泛运用于虚拟仿真、运动分析、步态康复、模拟训练、机械仿生、机器人、无人机、人机交互、军事军工、外科整形、虚拟现实、电影动画、游戏制作等领域，对目标实行精度高的三维定位，而且生动流畅，所以在三维动作捕捉上精准度高，稳定性强。我们公司使用比较后感觉其技术水平已经达到国际水平，性价比相当的好。

3、动作捕捉数据采集和分析应用

1. 统计过程控制（SPC，Statistical Process Control）。
2.测量系统分析（MSA，Measurement System Analyse）。
3.失效模式和效果分析（FMEA，Failure Mode & Effect Analyse）。
4.产品质量先期策划（APQP，Advanced Product Quality Planning）。
5.生产件批准程序（PPAP，Production Part Approval Process）。




1、SPC一是一种制造控制方法，是将制造中的控制项目，依其特性所收集的数据，通过过程能力的分析与过程标准化，发掘过程中的异常，并立即采取改善措施，使过程恢复正常的方法。
利用统计的方法来监控制程的状态，确定生产过程在管制的状态下，以降低产品品质的变异 SPC能解决的问题 有：
1.经济性：有效的抽样管制，不用全数检验，不良率，得以控制成本。使制程稳定，能掌握品质、成本与交期。
2.预警性：制程的异常趋势可即时对策，预防整批不良，以减少浪费。
3.分辨特殊原因：作为局部问题对策或管理阶层系统改进之参考。
4.善用机器设备：估计机器能力，可妥善安排适当机器生产适当零件。
5.改善的评估：制程能力可作为改善前後比较之指标。
2、MSA一是确保测量数据的准确性/质量，使用测量系统分析（MSA）方法对获得测量数据的测量系统进行评估；二是确保使用了合适的数据分析方法，如使用SPC工具、试验设计、方差分析、回归分析等。MSA（MeasurementSystemAnalysis）使用数理统计和图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析。
测量系统分析（MSA）是对每个零件能够重复读数的测量系统进行分析，评定测量系统的质量，判断测量系统产生的数据可接受性。
3、FMEA一在设计和制造产品时，通常有三道控制缺陷的防线：避免或消除故障起因、预先确定或检测故障、减少故障的影响和后果。FMEA正是帮助我们从第一道防线就将缺陷消灭在摇篮之中的有效工具。 FMEA是一种可靠性设计的重要方法。它实际上是FMA（故障模式分析）和FEA（故障影响分析）的组合。它对各种可能的风险进行评价、分析，以便在现有技术的基础上消除这些风险或将这些风险减小到可接受的水平。及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一，它是一个“事前的行为”，而不是“事后的行为”。为达到最佳效益，FMEA必须在故障模式被纳入产品之前进行。
4、APQP一产品质量先期策划（或者产品质量先期策划和控制计划）是QS9000/TS16949质量管理体系的一部分。 定义及其他知识点： 产品质量策划是一种结构化的方法，用来确定和制定确保某产品使顾客满意所需的步骤。 产品质量策划的目标是促进与所涉及每一个人的联系，以确保所要求的步骤按时完成。 有效的产品质量策划依赖于高层管理者对努力达到使顾客满意这一宗旨的承诺。
5、PPAP一生产件批准程序(Production part approval process) PPAP生产件提交保证书：主要有生产件尺寸检验报告,外观检验报告,功能检验报告,材料检验报告; 外加一些零件控制方法和供应商控制方法；主要是制造型企业要求供应商在提交产品时做ppap文件及 首件，只有当ppap文件全部合格后才能提交；当工程变更后还须提交报告。 PPAP是对生产件的控制程序，也是对质量的一种管理方法。


质量管理五大工具，也称品管五大工具。包括：
　　1.统计过程控制（SPC，Statistical Process Control）；
　　2.测量系统分析（MSA，Measurement System Analyse）；
　　3.失效模式和效果分析（FMEA，Failure Mode & Effect Analyse）；
　　4.产品质量先期策划（APQP，Advanced Product Quality Planning）；
　　5.生产件批准程序（PPAP，Production Part Approval Process）。
　　一、SPC
　　SPC是一种制造控制方法，是将制造中的控制项目，依其特性所收集的数据，通过过程能力的分析与过程标准化，发掘过程中的异常，并立即采取改善措施，使过程恢复正常的方法。
　　利用统计的方法来监控制程的状态，确定生产过程在管制的状态下，以降低产品品质的变异 SPC能解决之问题 ：
　　1.经济性：有效的抽样管制，不用全数检验，不良率，得以控制成本。使制程稳定，能掌握品质、成本与交期；
　　2.预警性：制程的异常趋势可即时对策，预防整批不良，以减少浪费。
　　3.分辨特殊原因：作为局部问题对策或管理阶层系统改进之参考。
　　4.善用机器设备：估计机器能力，可妥善安排适当机器生产适当零件。
　　5.改善的评估：制程能力可作为改善前後比较之指标。
　　二、MSA
　　一是确保测量数据的准确性/质量，使用测量系统分析（MSA）方法对获得测量数据的测量系统进行评估；二是确保使用了合适的数据分析方法，如使用SPC工具、试验设计、方差分析、回归分析等。MSA（MeasurementSystemAnalysis）使用数理统计和图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析。
　　测量系统分析（MSA）是对每个零件能够重复读数的测量系统进行分析，评定测量系统的质量，判断测量系统产生的数据可接受性。
　　三、FMEA
　　在设计和制造产品时，通常有三道控制缺陷的防线：避免或消除故障起因、预先确定或检测故障、减少故障的影响和后果。FMEA正是帮助我们从第一道防线就将缺陷消灭在摇篮之中的有效工具。 FMEA是一种可靠性设计的重要方法。它实际上是FMA（故障模式分析）和FEA（故障影响分析）的组合。它对各种可能的风险进行评价、分析，以便在现有技术的基础上消除这些风险或将这些风险减小到可接受的水平。及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一，它是一个“事前的行为”，而不是“事后的行为”。为达到最佳效益，FMEA必须在故障模式被纳入产品之前进行。
　　四、APQP
　　产品质量先期策划（或者产品质量先期策划和控制计划）是QS9000/TS16949质量管理体系的一部分。 定义及其他知识点： 产品质量策划是一种结构化的方法，用来确定和制定确保某产品使顾客满意所需的步骤。 产品质量策划的目标是促进与所涉及每一个人的联系，以确保所要求的步骤按时完成。 有效的产品质量策划依赖于高层管理者对努力达到使顾客满意这一宗旨的承诺。
　　五、PPAP
　　PPAP生产件批准程序(Production part approval process) PPAP生产件提交保证书：主要有生产件尺寸检验报告,外观检验报告,功能检验报告,材料检验报告; 外加一些零件控制方法和供应商控制方法；主要是制造型企业要求供应商在提交产品时做ppap文件及 首件，只有当ppap文件全部合格后才能提交；当工程变更后还须提交报告。 PPAP是对生产件的控制程序，也是对质量的一种管理方法。
　　参考资料：
分析数据有两种，
1 列表法
将实验数据按一定规律用列表方式表达出来是记录和处理实验数据最常用的方法。
表格的设计要求对应关系清楚、简单明了、有利于发现相关量之间的物理关系；
此外还要求在标题栏中注明物理量名称、符号、数量级和单位等；
根据需要还可以列出除原始数据以外的计算栏目和统计栏目等。
最后还要求写明表格名称、主要测量仪器的型号、量程和准确度等级、有关环境条件参数如温度、湿度等。
2 作法
作法可以最醒目地表达物理量间的变化关系。
从线上还可以简便求出实验需要的某些结果（如直线的斜率和截距值等），读出没有进行观测的对应点（内插法），或在一定条件下从线的延伸部分读到测量范围以外的对应点（外推法）。
此外，还可以把某些复杂的函数关系，通过一定的变换用直线表示出来。
例如半导体热敏电阻的电阻与温度关系为，取对数后得到，若用半对数坐标纸，以lgr为纵轴，以1／t为横轴画，则为一条直线。

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