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CAPTIV动作捕捉系统与其他的惯性&光学动作捕捉相比有哪些优势

1.为什么要选择CAPTIV


上一篇我们说了CAPTIV是什么,介绍了它的产品结构、技术规格、对标产品的比较、应用行业的分析、以及成功案例。这一篇我们主要说下为什么要选择CAPTIV


目前接触使用的人机仿真软硬件解决方案主要分为两大类,一类是惯性动捕解决方案,另一类是光学动捕解决方案。这两套解决方案最大的区别就是使用的动捕硬件不同。


光学动作捕捉技术就是在人的身体上进行标记,标记点会反射到事先架设好的摄像机,通过多个不同位置的摄像机得到标记在人体身上的光点位置,从而确定人体在三维空间中的位置变化,由此完成人体动作捕捉,可以测算出标记点的空间运动信息,进而将这些信息进行定位或输出,实现不同行业的应用需求。


惯性动作捕捉系统包括多个无线运动传感设备组成的网络,连接到安装在捕捉人员的身体上。每个传感器可以直接测量三维转动量以及加速度。采用摄像机的动作追踪系统需要三个标记点进行测量转动量,而惯性系统仅需要在骨骼上采用单个传感器就可以完成转动量的测量。


CAPTIV是最近接触的一套硬件设备,开始觉得这只是另一款惯性动捕设备,经过我们深入学习研究,发现CAPTIV与其他动捕软件有很大的不同。在正式介绍CAPTIV的优势之前,容我先简单介绍下人机分析行业目前的现状和工作流程。


人体动作需要通过调整人体六大关节(肩关节、腕关节、髋关节、膝关节、踝关节、肘关节)来摆出不同的姿势,然后再将不同的姿势连贯起来,最终形成一个完整的人体动作。做人机分析的人员,应该对Ramsis、Delmia、Jack等人机分析软件比较熟悉。在使用人机分析软件时,完成一个完整的人机动作就需要半天到一天(还不包含手指的调整),一套作业流程或者驾驶验证动画,可能就要一到两周甚至更长时间才可完成。


造成上述情况的原因主要是每个调整关节都需要通过鼠标键盘操作,花费了大量的时间。为了帮助人机分析人员提高效率,国内外相关人员研发了动作捕捉设备,来监控和记录人体各肢体的状态,并用获得的肢体数据直接驱动虚拟人,对虚拟人的动作再进行微调,最终实现动作的记录。


在制作好人体动作后,需要对人体动作进行分析,分析的内容包括可视性、可达性、舒适性和疲劳度、人体操作空间、人机作业安全分析等,绝大多数的人机软件(模块齐全的话)是具有上述所有功能的,并且将分析后的数据输出为分析报告,帮助人机分析人员进行人机分析、工时计算等。


对目前人机分析行业的现状和工作流程有一个简单的了解后,我来介绍下CAPTIV的优势。


2.专业的人机分析算法


CAPTIV包含软件硬件两部分,硬件部分是T-Receiver - Full body惯性全身动捕,与市面上大多动捕设备相比,有抗干扰强、捕捉精度高等特点,在上一篇文章中有介绍,这里就不在过多阐述。


软件部分为CAPTIV-L7000 Premier ,这款软件与MVN等软件相比,除了可以接受动捕数据并进行数据集成外发外,它还具有专业的人机分析算法,可以对疲劳度等进行实时分析(具体的人机分析算法我会在下一篇文章中进行详细介绍,感兴趣的小伙伴可以关注我们公众号)。


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报告生成能力是CAPTIV的另一大优势,区别于市面上大多数人机分析软件只能对某个姿态进行分析和生成报告,CAPTIV聚焦于连贯动作,并且支持用户自定义动作类型,并且支持用户自定义录制时做的动作是在干什么,以车辆装配为例,可定义哪些动作是在搬运设备,哪些动作是进行装配等,,并对不同动作的持续时间、关节疲劳度、肌肉疲劳度、心跳频率等进行统计分析。

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支持自定义任务,一整套流程中哪些动作是搬运,哪些动作是安装


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 可以生成柱状和饼状图,帮助分析人员进行分析



3.先进的集成和兼容能力


CAPTIV兼容支持多种软件的数据,包含眼动分析软件TobiiPro Lab、心理分析软件E-prime、心理分析软件SuperLab。以及自研开发的VR体验验证平台,通过VR头盔、CAVE大屏、三折幕显示设备等方式,将体验者放到体验环境中来,并通过分析肌电、皮电、心跳、眼动、全身动捕等数据,对体验人员的舒适性、生理疲劳度、心理疲劳度、可视性、关注度等进行分析,从而帮助人机分析人员对体验者的装配行为、训练行为、驾驶行为等提供客观分析条件。


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对TobiiPro La眼动分析的集成支持


4.适用多种应用场景


4.1 机车/汽车人机模拟仿真


通过穿戴CAPTIV 全身动捕系统结合半实物台架的方式,可以对车辆进行整车人机工效分析车身感官设计评审、用户体验评价等三个方面的评审验证。

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整车人机工效分析包含驾驶可视性、上下车方便性、操作方便性、储物性、空间感、HMI交互验证等验证。



上下车方便性验证


感官设计评审主要包含整体造型设计美感与比例评审、材质质感体验、细节设计验证、人机便利性/舒适性、储物空间多样性、结构的隐藏性、分块的合理性、间隙面差匹配、功能键及按键可操作性等。


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功能按键可操作性、可视性验证


质量用户体验包含外观品质、内饰品质、舒适性、人机/视野验证、可维护性验证、驾乘/载物空间验证等。


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车辆后备箱储物空间及放置方便性分析


主要客户有:


轨道交通领域:CAPTIV在轨道交通领域用户为阿尔斯通,主要进行司机室驾乘分析和乘客舒适性分析。



轨道交通领域主要用户


汽车领域:主要用户有丰田、起亚和捷豹路虎,主要对生产装配场景进行人机分析,以及驾乘人机进行验证。


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主要人机仿真汽车用户


  


4.2 装配/运维人机分析


工艺装配性验证包含可装配性路径验证、装配人员舒适性、工装设计合理性、装配动作安全性、装配/运维可视性、装配时间统计等多个方面进行人机分析验证。


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疲劳度、可视性、安全及装配可行性验证


装配领域使用用户为:美国国家职业安全卫生研究所,用于研究分析作业过程不同姿势和负重情况下工人的身体健康。

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美国国家职业安全卫生研究所


4.3 运动员/军人训练

通过对训练过程中穿戴CAPTIV全身动捕设备、眼动追踪设备、皮电及心率监测设备等,可以对运动员的运动姿态、身体和心理疲劳度、情绪唤起、受挫状态等进行监督,并对其不良动作及习惯进行纠正,引导改善其心理状态,从而提升运动员的训练效果。


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针对运动员的运动状态进行监控和分析


军队领域:加拿大皇家骑警,用于骑行执法动作训练,

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加拿大皇家骑警














部分图片素材来自网络