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3D-Bewegungserfassungssystemist eine umfassende Aufzeichnung der Objektbewegung in dreidimensionalen Raumgeräten, nach dem Prinzip verschiedener Arten der mechanischen Bewegungserfassung, der akustischen Bewegungserfassung, der elektromagnetischen Bewegungserfassung,optische Bewegungserfassungund Trägheitsbewegungserfassung. Die derzeit gängigen dreidimensionalen Bewegungserfassungsgeräte auf dem Markt basieren hauptsächlich auf den beiden letztgenannten Technologien.
Zu den weiteren gängigen Produktionstechniken zählen die Fotoscantechnologie, Alchemie, Simulation usw.
Optische Bewegungserfassung. Die meisten gängigenoptische BewegungserfassungBasierend auf Computer Vision-Prinzipien kann in markerpunktbasierte und nicht markerpunktbasierte Bewegungserfassung unterteilt werden. Bei der markerpunktbasierten Bewegungserfassung müssen reflektierende Punkte, allgemein als Markierungspunkte bekannt, an Schlüsselpositionen des Zielobjekts angebracht werden. Mithilfe einer Hochgeschwindigkeits-Infrarotkamera wird die Flugbahn der reflektierenden Punkte auf dem Zielobjekt erfasst, wodurch die Bewegung des Zielobjekts im Raum widergespiegelt wird. Theoretisch kann für einen Punkt im Raum, sofern er von zwei Kameras gleichzeitig gesehen werden kann, die aktuelle Position des Punkts im Raum anhand der von beiden Kameras gleichzeitig erfassten Bilder und Kameraparameter bestimmt werden.
Um beispielsweise die Bewegung des menschlichen Körpers zu erfassen, ist es häufig erforderlich, an jedem Gelenk und jeder Knochenmarkierung des menschlichen Körpers reflektierende Kugeln anzubringen und die Bewegungsbahn der reflektierenden Punkte mit Infrarot-Hochgeschwindigkeitskameras zu erfassen und diese anschließend zu analysieren und zu verarbeiten, um die Bewegung des menschlichen Körpers im Raum wiederherzustellen und die menschliche Haltung automatisch zu erkennen.
In den letzten Jahren hat sich mit der Entwicklung der Informatik eine weitere Technik ohne Markierungspunkte entwickelt. Diese Methode nutzt hauptsächlich Bilderkennungs- und -analysetechnologie, um die vom Computer aufgenommenen Bilder direkt zu analysieren. Diese Technik ist am anfälligsten für Umwelteinflüsse, und Variablen wie Licht, Hintergrund und Okklusion können den Aufnahmeeffekt stark beeinflussen.
Trägheitsbewegungserfassung
Ein weiteres, häufigeres Bewegungserfassungssystem basiert auf Trägheitssensoren (Inertial Measurement Unit, IMU) zur Bewegungserfassung. Dabei handelt es sich um Chips, die in kleine Module integriert sind und an verschiedenen Körperteilen angebracht sind. Die räumlichen Bewegungen des menschlichen Glieds werden vom Chip aufgezeichnet und später von Computeralgorithmen analysiert, wodurch sie in Daten zur menschlichen Bewegung umgewandelt werden.
Da die Trägheitserfassung hauptsächlich am Verbindungspunkt-Trägheitssensor (IMU) fixiert ist und durch die Bewegung des Sensors die Positionsänderung berechnet wird, wird die Trägheitserfassung nicht so leicht durch die äußere Umgebung beeinflusst. Allerdings ist die Genauigkeit der Trägheitserfassung im Vergleich zur optischen Erfassung nicht so gut.