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Markerless kinematics with any cameras — From 2D Pose estimation to 3D OpenSim motion

解决的问题

Pose2Sim 提供了一种针对人类和动物的无标记3D运动学工作流,作为传统标记式动作捕捉(MoCap)系统的低成本替代方案。用户可以使用智能手机、网络摄像头或GoPro等标准硬件,捕获高精度的3D关节角度和骨骼分析结果,同时通过本地运行保障数据隐私。

工作原理

该系统通过多阶段流程,将多视角摄像头的2D姿态估计转换为3D运动学数据:

  1. 姿态估计:使用RTMPose(默认)、DeepLabCut或旧版模型(OpenPose、AlphaPose)提取2D关键点。
  2. 标定与同步:校准摄像头位置并同步视频流。
  3. 三角测量:在不同视角间关联人物,并将2D关键点三角化为3D坐标。
  4. 运动学分析:对3D数据进行滤波,并使用OpenSim计算全身3D关节角度和骨骼分析。

适用人群

  • 体育分析师:适用于现场3D动作捕捉。
  • 临床医生:适用于诊室内的步态分析和临床评估。
  • 动画师:适用于完全着装人员的户外3D捕捉。
  • 研究人员:适用于涉及多名参与者的生物力学研究。

核心亮点

  • 研究级精度:经验证的关节角度误差为2–6°。
  • 硬件无关:支持任意组合的手机、网络摄像头或GoPro。
  • 多人体支持:可同时追踪多人,并具备遮挡处理能力。
  • 本地处理:避免上传云端,符合GDPR和隐私保护规范。
  • 与OpenSim集成:提供完整的骨骼分析,并可导出结果用于OpenSim或Blender可视化。

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