Трехмерная анимация перемещения устройств, оборудованных датчиками движения
Скачать 26.31 Kb.
|
| А.М. АЛЮШИН Научный руководитель – И.В. САФОНОВ, к.т.н., доцент Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» ТРЕХМЕРНАЯ АНИМАЦИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ УСТРОЙСТВ, ОБОРУДОВАННЫХ ДАТЧИКАМИ ДВИЖЕНИЯ Разработан алгоритм создания 3D-анимации устройства, содержащего в себе датчики движения (такие как: акселерометр, гироскоп, магнитометр). Подготовлено программное обеспечение, реализующее данный алгоритм в 3D-системе координат, связанных с Землей. Проведено экспериментальное тестирование разработанного программного обеспечения. Эксперименты подтвердили правильность полученных алгоритмов и возможность наблюдения траектории перемещения на основе показаний датчиков движения. В настоящее время существует большое количество устройств (телефоны, планшеты, смартфоны т.д.), содержащих различные датчики, такие как: трехосевой акселерометр, гироскоп, магнитный компас, барометр. Данные с датчиков движения (акселерометра и гироскопа) снимаются в системе координат устройства и могут быть переведены в фиксированную систему координат (например, связанную с Землей и др.). В этой фиксированной системе координат можно наблюдать, как во времени перемещается устройство и меняется его ориентация, поэтому целью данной работы является создание 3D-анимации перемещения устройств на основе данных его датчиков. Для реализации поставленной задачи применялась графическая библиотека OpenGL. На первом этапе использовались данные датчиков движения, полученные с телефона Nokia Limia 920, записанные в текстовые файлы (в дальнейшем планируется сделать получение данных в реальном времени), а именно: время в мс, кватернионы, проекции линейного ускорения на оси устройства, проекции гравитационного ускорения, матрица вращения 3x3). Для начала была реализована простая модель, в которой считалось, что движение между отсчетами равноускоренное, а начальная скорость равна нулю. Исходя из основного уравнения кинематики r=r0+v0t+at^2/2, рассчитывалось перемещение устройства для каждого временного интервала, а затем с помощью матрицы вращения (составленной из кватернионов) переводились координаты устройства в систему координат, связанную с Землей. Но так как в этой упрощенной модели мы приняли начальную скорость равной нулю и движения равноускоренными, - это привело к рывкам в анимации, поэтому был использован альфа-бета фильтр для сглаживания движений, который является альтернативой фильтра Калмана [2], а также был разработан дополнительный фильтр для подавления шумов датчиков. Анимация каждого объекта выполняется в параллельном потоке, что позволяет эффективно использовать возможности современных процессоров. Проведенные экспериментальные тестирования подтвердили правильность подготовленного программного обеспечения и алгоритмов. Таким образом, основными результатами проведенных исследований на данном этапе являются:
Список литературы
|
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Профиль «Дополнительное образование дизайн и компьютерная графика, дизайн интерьера» |  | Основные понятия: материальная точка, система отсчета, вектор перемещения, траектория, скорость, ускорение, путь. Угловые характеристики... |
| Нормативно-правовая база Основной образовательной программы специальности 071006 «Анимация» | | Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 072500.... |
| Дисциплина «Компьютерная анимация» предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки... | | Настоящая инструкция определяет порядок приобретения, учета, перемещения и выбытия товарно-материальных ценностей в рудн и разработана... |
| Студенты должны также ознакомиться с особенностями микроминиатюризации рассматриваемых устройств на базе применения соответствующих... | | «Социально-культурная анимация» является вариативной частью профессионального цикла (раздела) общеобразовательных дисциплин в. Дв... |
| Ппп). В частности в курсе изучаются основы работы в программах MatLab (расчет электротехнических устройств на основе схем замещения)... | | Также анимация очень широко используется на телевидении. Например, многие телекомпании используют заставки, созданные с помощью компьютерной... |