基于变压器的单眼系统 (Capture4D) 的验证:在教练/教练网球中实时运动分析
Yue Zhao1, Shuo Wang2, Zan Gao3
1Sports Coaching College, Beijing Sport University, Beijing 100084, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|March 14, 2026
概括
新的单眼系统Capture4D使用单个摄像头准确地捕捉网球运动. 这种具有成本效益的解决方案为体育教练和训练提供了实用的运动分析.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 计算机视觉 计算机视觉
- 运动科学 运动科学 运动科学
背景情况:
- 传统的光学运动捕捉 (OMC) 系统昂贵且限制性.
- 基于单眼视频的方法提供了可访问性,但在准确性方面存在局限性,特别是在动态运动中.
- 准确的人类运动捕捉对于性能分析和生物力学研究至关重要.
研究的目的:
- 为了验证Capture4D,一种基于变压器的单眼系统,用于捕捉各种网球击球.
- 评估Capture4D的准确性和实用性,与黄金标准的OMC相比.
- 为了证明系统在生物力学分析和体育教练的实用性.
主要方法:
- 为12种基本的中风类型开发了一个通用生物力学分析框架 (K0-K5).
- 使用Capture4D (单个RGB摄像头) 和Qualisys OMC对9名高水平网球运动员进行了验证实验.
- 使用3D关节坐标和角度的规范平均每关节位置误差 (NMPJPE),RMSE和MAE来评估准确性.
主要成果:
- Capture4D证明了网球服务的有效动作捕捉,平均NMPJPE在69.5毫米至88.3毫米之间,可以接受教练.
- 来自Capture4D的联合角度轨迹与OMC相似,表明高精度.
- 与OMC相比,Capture4D提供了显著的优势:设置时间减少了50%左右,成本节省了80%左右.
结论:
- Capture4D是一种有效且实用的单眼运动捕捉解决方案,用于网球教练和更广泛的体育应用.
- 该系统的准确性对于许多指导和教学用例来说是足够的,尽管它的精度略低于OMC.
- Capture4D通过其方便性,成本效益和适用性在OMC不可行的各种环境中使运动分析民主化.
