两个摄像头可以和四个一样好,用于在简单的手指运动中无标记手部跟踪
Daanish M Mulla1, Nigel Majoni1, Paul M Tilley1
1Department of Kinesiology, McMaster University, Hamilton, ON, Canada.
Journal of biomechanics
|January 30, 2025
概括
使用4个网络摄像头的无标记运动捕捉可以准确地跟踪手指的运动. 仅仅两台摄像机的最佳放置提供了与使用更多相机相似的结果,减少了手部生物力学研究的设置时间和成本.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 人类运动分析 人类运动分析
- 机器人和机器视觉机器人技术
背景情况:
- 基于标记器的光电子系统是手和手指动力学的标准,但成本昂贵且耗时.
- 无标记运动捕捉为这些局限性提供了一个潜在的解决方案,在下肢生物力学中得到了成功的应用.
- 整合用于手部生物力学的无标记系统需要评估它们的准确性和效率.
研究的目的:
- 整合无标记运动捕捉系统用于手部生物力学研究.
- 调查最佳数量的摄像头,以准确的3D跟踪单个手指的运动.
- 使用开源管道来比较不同相机配置的准确性.
主要方法:
- 组合开源的无标记式移动捕捉管道 (MediaPipe 和 Anipose).
- 使用4个网络摄像头,记录了单指 (食指,中指,环指,小指) 在3个速度 (0.50,0.75,1赫兹) 的 flexion-extension运动.
- 比较指关节的角度,从4摄像头三角测量得出,与2摄像头和3摄像头的子集对比.
主要成果:
- 摄像头的数量显著影响了联合角度测量,在使用2或3个摄像头而不是4个摄像头时,差异高达20°.
- 与4摄像头设置相比,特定的2摄像头定位产生了极小的差异 (总结合角<4°).
- 使用两个摄像头进行最佳的摄像机放置,可以实现高精度的无标记手部跟踪.
结论:
- 使用集成的开源管道,可以实现无标记3D手部跟踪.
- 使用两个以上的摄像机来追踪单指曲-延伸运动的好处是最小的,如果摄像机的位置是最佳的.
- 这种方法可以降低手动力学研究的成本和复杂性.
