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基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统及示范应用(三维捕获技术)

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专利: 技术成熟度:通过小试  

技术领域:电子信息技术 应用领域:电子与信息 最后更新时间:2019-08-28 17:35:48
所在地:中国 北京市 北京 海淀
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项目概况:
本项课题面向2008年北京奥运会,深化面向体育运动的三维人体运动仿真与视频分析技术研究,研制基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统与平台,并针对体操、跳水、蹦床、田径(跳高)等运动项目,研究相应辅助训练系统和比赛裁判评分系统,实现产品化。为我国在2008年北京奥运会的相关项目上取得优异比赛成绩及北京奥运会相关比赛的顺利进行提供有效的高科技保障,推动我国体育事业及相关产业的发展。
技术创新性:
该课题在基于动态背景构造的视频运动人体提取、基于视频的人体运动跟踪、三维人体运动模拟与仿真以及基于运动库检索和视频分析的三维人体运动参数获取等方面攻克了多项关键技术。
1、 运动人体提取技术:提出了基于动态背景构造的运动对象提取新方法。
2、 运动人体跟踪技术:发展了两种有效的基于视频的二维人体运动跟踪方法:合运动模型和粒子滤波的人体运动跟踪方法;基于样例的人体自动分割和跟踪方法。
3、 维人体运动模拟与仿真技术:提出了一种基于运动基元的人体运动模拟技术;提出了一种基于动力学原理的三维人体运动仿真技术。
4、 三维人体运动参数获取技术:提出了一种基于数据库检索的人体姿态重构方法;提出了一种基于视频内容的3D人体姿态求精方法。
主要应用范围:
数字娱乐、人脸动画、拟人合成基础开发包、拟角色运动控制引擎、维动画制作软件、安全防范及辅助训练、手语合成、三维体育辅助训练系列软件、型场馆应急疏散模拟研究及在奥运场馆中的应用。
市场情况:
2008年奥运会自申办成功后,我国的相关部门就已经开始行动起来,从各个方面开始筹备和备战2008年奥运会,“科技奥运”是北京奥运会的三大口号之一,科技奥运会的内涵之一就是备战奥运训练的科学化。课题组的研究成果无疑会大大推进备战奥运训练的科学化,对于我国在奥运会上获取好的成绩将提供强大的科技支持,其社会意义是不言而喻的。
    课题成果应用者分为两类人员。一是项目管理者。如各个国家、各级管理部门,在中国,具体的包括体操运动管理中心以及地方体育局,这类部门大约有二十个,三级的管理部门无法具体统计,但可以大约估算出为120个。二是运动训练单位,即运动队,如果项目主管部门购买了这一软件系统,则运动队很可能会借用主管部门的。
    由于三维人体运动模拟与仿真分析技术在体育上的应用不仅在我国而且在国际上尚处于初期阶段,除了国内市场,据了解,欧美等发达国家对仿真和计算机的应用水平和认知程度都比国内更高一些,因而具有更大的市场潜力。因此,该项成果也具有很好的经济效益。
    此外,除了体育训练领域,该项成果还可以应用于网络游戏开发、三维动画制作、安全预演等领域,其应用推广前景广阔。
合作案例:
游戏动画类应用:
腾讯公司:舞蹈类的游戏,采集相关的舞蹈动作。完成整个项目共约3000秒数据,工作时间约15天。
辅助训练:
国家蹦床队、国家跳水队
采集难度大,数据精度要求高,时间、场地限制严格
大型场馆应急疏散模拟研究及在奥运场馆中的应用:
研究大型场馆在各种紧急状态下的人群疏散过程,并在虚拟现实环境中以三维的方式进行实时展示。评价优化待建场馆的设计方案,或对已建场馆的人员疏散应急预案进行模拟和优化。该技术正在应用到新建奥运场馆,为2008年奥运会服务。



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