在机器人科研的世界中,精确的动作捕捉系统犹如一双雪亮的眼睛,而能在日光环境下工作的它们,正为未来智能机器带来前所未有的可能性。
研究人员站在实验场边,目光紧盯着在明媚阳光下灵活移动的轮足机器人。NOKOV度量动作捕捉 系统正在过滤强光干扰,准确识别机器人表面的反光标记点,实时获取高精度运动轨迹。
这标志着动作捕捉技术已经突破了传统室内实验室的限制,能够在户外日光环境下稳定运行,为机器人研究开辟了更广阔的应用场景。

一、日光挑战,动作捕捉的技术瓶颈
在机器人技术日益精进的今天,精确的室内定位已成为科研突破的关键支撑。当研究涉及高速飞行的无人机、精密操作的机械臂或复杂集群算法时,亚毫米级的精度和毫秒级的延迟往往决定了实验的成败。
传统光学动作捕捉系统大多依赖于室内受控的光线环境,避免自然光特别是日光的干扰。
日光中所含的近红外光和强烈可见光会严重影响光学传感器的正常工作,造成标记点识别困难、数据丢失等问题,这一直是行业面临的技术瓶颈。
随着机器人研究从实验室走向实际应用,对动作捕捉系统提出了更高要求。户外环境测试、日光下的稳定性验证,已成为机器人从实验室走向商业化应用的必经之路。
二、技术领先,NOKOV度量的突破创新
在多种室内定位技术中,NOKOV度量动作捕捉系统以其卓越的性能,成为机器人科研领域的黄金标准。
这套系统通过排布在空间中的多个动作捕捉镜头,对空间进行覆盖,并对捕捉目标上放置的反光标志点(Marker)进行三维空间位置的精确捕捉。
经过专业软件算法的处理,系统能够输出高达亚毫米级别的定位精度,采样频率最高可达340Hz,为机器人研究提供了前所未有的数据精准度和实时性。
NOKOV度量动作捕捉系统配备Mars系列红外动作捕捉相机,分辨率涵盖220万至1200万像素。其自主研发的算法可实时解算复杂动作数据,支持输出六自由度位姿信息及骨骼数据。
微秒级时间同步技术确保了多个相机之间的时间戳误差≤1μs,而UWB基站同步误差达100μs。当无人机以10m/s飞行时,前者位置计算误差仅0.01mm,后者达1mm,这种差异对机器人控制算法验证至关重要。
三、实战验证,日光环境下的卓越表现
NOKOV度量动作捕捉 系统的技术优势在实战应用中得到了充分验证。
清华大学类脑计算中心使用度量动捕抗日光镜头过滤强光干扰,准确识别平衡步兵(轮足机器人)表面的反光标记点,实时获取高精度运动轨迹。
这一案例充分展示了该系统在户外日光环境下的稳定性和可靠性,为足式机器人研究提供了关键数据支持。
在上海交通大学智能行走作业机器人研究中心,研究团队通过NOKOV度量动作捕捉系统捕捉机器人“躯干”和“四肢”的关节上的反光标志点,以60Hz的采样频率进行机器人运动过程中的动作采集,得到各反光标志点三维空间坐标。
北京理工大学则在NOKOV度量动作捕捉系统的基础上,搭建了一套以无人机、地面移动机器人/无人车为控制对象的异构多智能体协同/地空协同/无人机集群控制实验平台。
该平台可实现对多种异构智能体控制算法进行验证,并模拟出空地协同巡逻、无人车围捕和探测围捕等多种军事场景。
四、技术支撑,多重优势助力机器人科研
NOKOV度量动作捕捉系统在机器人研究中展现出多重技术优势,使其成为科研人员的首选工具。
该系统支持与多种机器人开发框架无缝集成。在机器人研究中,这种高精度数据可以通过VRPN形式传输,或通过SDK(C++语言)端口广播与ROS、Labview、Matlab(包含Simulink)等软件通信进行二次开发,无缝接入现有的机器人研究流程。
多刚体识别与追踪能力让研究者能够同时分析机器人多个部件的运动关系。系统软件具有一键建立刚体功能,大幅提高工作效率。
大范围覆盖能力支持20m×20m空间覆盖,多机同步误差在±0.03mm内,为群体机器人研究提供了理想平台。
无论是单个机械臂的精细操作,还是数十架无人机的集群飞行,NOKOV度量动作捕捉系统都能提供全场景的精准定位支持。
五、应用拓展,多元科研场景的精准捕捉
beyond 机器人研究,NOKOV度量动作捕捉系统的应用场景正在不断扩展,展现出广泛的应用前景。
江苏科技大学群体机器人实验室采用Crazyflie无人机,演示无人机编队飞出“8”字形态效果,同时使用光学动作捕捉系统,实现室内精准定位,捕捉无人机集群编队的运动轨迹。
西北工业大学航海学院彭星光老师团队使用动作捕捉系统实时获取机器人的绝对坐标和方向,通过数据传输和解码,使机器人具有局部感知能力,从而通过算法观察和验证机器人集群系统中集体裂变行为。
哈尔滨工业大学(深圳)使用NOKOV度量动作捕捉系统进行装配机器人(机械臂)组装技能学习。
通过系统提取人的操作动作数据,获取人手在组装过程中的六自由度信息,该信息包括了手部的位置和方向信息。
六、行业革新,动作捕捉技术的未来展望
随着机器人技术的不断发展,精准室内外定位的需求将愈发重要。动作捕捉技术正在从室内环境走向户外复杂条件,从单一对象追踪发展到群体协同分析。
NOKOV度量动作捕捉系统凭借其在日光环境下的稳定表现,为机器人研究提供了前所未有的数据支持,让曾经只存在于理论中的算法走向现实。
研究人员不再受限于实验室环境,可以在更接近真实应用的条件下进行测试和验证。
在虚拟现实与物理世界融合的大趋势下,动作捕捉系统作为连接数字与现实的桥梁,其重要性将愈发凸显。
NOKOV度量动作捕捉系统正在这一进程中扮演关键角色,为机器人技术的突破性发展提供强有力的支持。
阳光下的实验场,轮足机器人已经完成了预设的动作测试。研究人员围在计算机前,查看NOKOV度量动作捕捉系统记录下的高精度运动轨迹数据,这些在日光环境下获取的宝贵数据,将直接用于下一轮的算法优化。
从室内到户外,从受控环境到日光直射,动作捕捉技术的这一突破,正悄然推动着机器人技术从实验室走向实际应用的进程。










