SpaceMocap:在轨人体运动捕捉系统

摘要

SpaceMocap是一套基于多RGB-D相机的计算机视觉航天员运动捕捉系统.地面准备阶段,扫描航天员模型,并分别标定彩色相机的内参数.在轨采集阶段,3～4台相机布置在舱内角落,同步采集航天员任务视频.地面处理阶段,通过相机外参数标定和ICP方法实现点云融合,采用深度神经网络对人体关节点位置进行检测并初始化位姿参数,再用改进的ICP方法进行位姿求精,实现序列图像中关节角度跟踪.本系统搭载TG-2升空,对SZ-11航天员的任务视频进行了采集和处理,首次获取了在轨航天员的姿态(包括中性体位)、占位空间、运动参数等重要数据.结果 表明,运动捕捉的模型与点云具有良好的重合度,关节点位置与关节角度具有较高的跟踪精度.SpaceMocap是我国首个在轨运动捕捉系统,它小型、轻质,具有计算机视觉特有的非接触测量、直观、高精度优势,无需在人体上粘贴任何标志,具有良好的抗遮挡能力,完全适用于微重力、狭小空间环境下的在轨应用.