這項(xiàng)技術(shù)最相關(guān)的用途是運(yùn)動(dòng)捕捉system。這些工具可以記錄人體部位的運(yùn)動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)數(shù)字化，然后應(yīng)用到數(shù)字人體模型*上。之后，可以使用捕獲的原始客觀數(shù)據(jù)來方便地分析數(shù)字空間中的這些數(shù)字運(yùn)動(dòng)，從而消除主觀評(píng)估的需要。人類工程學(xué)姿態(tài)捕捉不得不使用觀察方法來測(cè)量姿勢(shì)角度，并乏味地填寫RULA表格來獲得有偏見的風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)?shù)的日子已經(jīng)一去不復(fù)返了。

　　技術(shù)背景

　　運(yùn)動(dòng)捕捉過程基本上需要兩個(gè)主要組件:運(yùn)動(dòng)源和接收器單元。這些運(yùn)動(dòng)本身是由真實(shí)的人(或者更具體地說，在人體工程學(xué)評(píng)估的情況下是工人)自然產(chǎn)生的，并且這些運(yùn)動(dòng)被跟蹤設(shè)備捕獲。運(yùn)動(dòng)捕捉system的技術(shù)方案可以分為光學(xué)系統(tǒng)和非光學(xué)系統(tǒng)兩大類。這兩種類型的主要區(qū)別在于運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁櫾O(shè)備或接收器的方式。

　　光學(xué)解決方案依賴于被跟蹤者的視覺反饋，使用特殊的攝像頭來獲取人體的姿態(tài)。拍攝對(duì)象通常會(huì)佩戴一個(gè)獨(dú)特的標(biāo)記，相機(jī)以此作為定位點(diǎn)。該設(shè)備跟蹤這些標(biāo)記，并使用位置數(shù)據(jù)來計(jì)算人的準(zhǔn)確身體位置。標(biāo)記可以是主動(dòng)的，也可以是被動(dòng)的。有源標(biāo)簽將產(chǎn)生它自己的光，并將其傳輸?shù)浇邮掌鲉卧?；在被?dòng)系統(tǒng)中，光由跟蹤攝像機(jī)產(chǎn)生并從標(biāo)記反射回來。無標(biāo)簽跟蹤是一種新技術(shù)，它不需要被試者佩戴標(biāo)記，而是通過跟蹤系統(tǒng)識(shí)別人體形狀并分解為身體組成部分。光學(xué)系統(tǒng)最大的缺點(diǎn)是攝像機(jī)需要不斷的視覺反饋，否則可能會(huì)造成跟蹤中斷，數(shù)據(jù)丟失。在復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過程中，一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記可能會(huì)被受試者自己的肢體遮擋，或者在設(shè)備完善的制造工廠中，可能會(huì)因顯眼的機(jī)械裝置而出現(xiàn)跟蹤問題。

　　非光學(xué)解決方案依賴于人類運(yùn)動(dòng)的各種其他特征，而不是視覺反饋。例如，磁跟蹤系統(tǒng)使用一個(gè)小型磁傳感器和一個(gè)基站，基站產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，受檢者被放置在該磁場(chǎng)中。隨著基站和傳感器之間的距離改變，測(cè)量的磁場(chǎng)的幅度也改變。值的變化程度與傳感器位置的位移成正比，因此可以連續(xù)跟蹤物體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。雖然是高精度的方法，但是磁跟蹤容易受到電子設(shè)備造成的干擾影響，所以不建議在機(jī)器擁擠的工廠現(xiàn)場(chǎng)部署。

　　聲學(xué)跟蹤依賴于聽覺反饋，并測(cè)量音頻信號(hào)傳輸?shù)浇邮掌魉璧臅r(shí)間。被跟蹤對(duì)象/物體配有麥克風(fēng)，跟蹤環(huán)境中分布有多個(gè)發(fā)射器。聲音在發(fā)射器和接收器之間傳播所需的時(shí)間與它們之間的距離成正比。這種技術(shù)的一大缺點(diǎn)是每次會(huì)話前必須進(jìn)行繁瑣的校準(zhǔn)，環(huán)境噪聲會(huì)導(dǎo)致相當(dāng)大的測(cè)量誤差。

　　慣性跟蹤為上述大多數(shù)問題提供了一個(gè)方便的解決方案。跟蹤傳感器是一種微機(jī)電系統(tǒng)，由加速度計(jì)和陀螺儀組成:加速度計(jì)測(cè)量線加速度，陀螺儀測(cè)量角速度。在對(duì)象為每個(gè)必要的身體部位配備了傳感器之后，對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)，然后將對(duì)象數(shù)字化地放置在3D參考坐標(biāo)系中。使用來自傳感器的加速度數(shù)據(jù)并計(jì)算一些身體部位相對(duì)于參考系統(tǒng)的實(shí)際位置，完成位置跟蹤。傳感器可以通過電纜或無線電波作為無線解決方案與數(shù)據(jù)接收器通信。慣性跟蹤系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是不需要控制跟蹤環(huán)境:適當(dāng)絕緣的傳感器和移動(dòng)接收單元可以在任何環(huán)境下保證適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)捕捉。該系統(tǒng)的唯一缺點(diǎn)是整體精度較低，并且在跟蹤過程中位置數(shù)據(jù)有時(shí)會(huì)隨時(shí)間漂移，這可能需要額外的校準(zhǔn)。

　　為了減少這種誤差，陀螺儀和加速度計(jì)可以與其他跟蹤技術(shù)(如磁力計(jì)或聲學(xué)跟蹤器)結(jié)合使用。這樣采樣精度大大提高，位置漂移也可以消除。該系統(tǒng)的唯一缺點(diǎn)是整體精度較低，并且在跟蹤過程中位置數(shù)據(jù)有時(shí)會(huì)隨時(shí)間漂移，這可能需要額外的校準(zhǔn)。為了減少這種誤差，陀螺儀和加速度計(jì)可以與其他跟蹤技術(shù)(如磁力計(jì)或聲學(xué)跟蹤器)結(jié)合使用。這樣采樣精度大大提高，位置漂移也可以消除。該系統(tǒng)的唯一缺點(diǎn)是整體精度較低，并且在跟蹤過程中位置數(shù)據(jù)有時(shí)會(huì)隨時(shí)間漂移，這可能需要額外的校準(zhǔn)。為了減少這種誤差，陀螺儀和加速度計(jì)可以與其他跟蹤技術(shù)(如磁力計(jì)或聲學(xué)跟蹤器)結(jié)合使用。這樣采樣精度大大提高，位置漂移也可以消除。

　　在人體工程學(xué)評(píng)估技術(shù)中，任何形式的跟蹤都是有價(jià)值的資產(chǎn)。它所提供的真實(shí)客觀的數(shù)據(jù)對(duì)于評(píng)估是必不可少的。此外，利益相關(guān)者可以更容易地確信工作場(chǎng)所的改造是必要的，因?yàn)橛行У臄?shù)據(jù)(而不是主觀的測(cè)量)描述了人機(jī)工程學(xué)不充分的工作環(huán)境對(duì)健康的危害。