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Real-time sensor-based motion capture system for virtaul reality

  • Motion Capture bezeichnet das Aufnehmen, Weiterverarbeiten und auf ein 3D Modell Übertragen von reellen Bewegungen. Nicht nur in der Film- und Spieleindustrie schafft Motion Capture heute einen nicht mehr wegzudenkende Realismus in der Bewegung von Mensch und Tier. Im Kontext der Robotik, der medizinischen Bewegunsthearpie, sowie in AR und VR wird Motion Capture extensiv genutzt. Neben den etablierten optischen Verfah- ren kommen aber gerade in den letzen drei Bereichen auch vermehrt alternative Systeme, die auf Intertialsystemen (IMUs) basieren zum Einsatz, da sie nicht auf externe Kameras angewiesen sind und somit den Bewegungsraum deutlich weniger beschränken. Schnell vorranschreitender technischer Fortschritt in der Herstellung solcher IMUs, erlaubt den Bau kleiner Sensoren die am Körper getragen werden können und die Bewegung an einen Computer übertragen. Die Entwicklung in der Anwendung von Inertialsystemen auf den Bereich des Motion Capture, steckt allerdings noch in den Kinderschuhen. Probleme wie Drift können bis- her nur durch zusätzliche Hardware, zur Korrektur der Daten, minimiert werden. In der folgenden Masterarbeit wird ein IMU basiertes Motion Capture System aufgebaut. Dies umfasst den Bau der Hardware sowie die softwa- reseitige Verarbeitung der erhaltenen Bewegungsinformationen und deren Übertragung auf ein 3D Modell.
  • Motion capture refers to the process of capturing, processing and trans- lating real motions onto a 3D model. Not only in the movie and gaming industries, motion capture creates an indispensable realism of human and animal movement. Also in the context of robotics, medical movement therapy, as well as in AR and VR, motion capture is used extensively. In addition to the well established optical processes, especially in the last three areas, alternative systems based on inertial navigation (IMUs) are being used in-creasingly, because they do not rely on external cameras and thus limit the area of movement considerably less. Fast evolving technical progress in the manufacturing of such IMUs allows building small sensors, wearable on the body which can transfer movements to a computer. The development of applying inertial systems to a motion capture context, however, is still at an early state. Problems like drift can currently only be minimized by adding additional hardware for correcting the read data. In the following master thesis an IMU based motion capture system is designed and constructed. This contains the assembly of the hardware components as well as processing of the received movement data on the software side and their application to a 3D model.

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Metadaten
Author:Vera Christ
URN:urn:nbn:de:kola-14646
Referee:Stefan Müller
Advisor:Bastian Krayer
Document Type:Master's Thesis
Language:German
Date of completion:2017/06/29
Date of publication:2017/07/03
Publishing institution:Universität Koblenz-Landau, Universitätsbibliothek
Granting institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Koblenz, Fachbereich 4
Date of final exam:2016/12/02
Release Date:2017/07/03
Number of pages:i, 72
Institutes:Fachbereich 4 / Institut für Informatik
Licence (German):License LogoEs gilt das deutsche Urheberrecht: § 53 UrhG