? 動作捕捉系統作為一種高精度的定位手段，廣泛應用于高校及科研院所的實驗系統中。除了常見的無人機編隊室內定位、機械臂末端位姿捕捉等，動作捕捉系統應用也延伸到了海洋、船舶相關研究領域，系統通常布置在海洋深水試驗池、多功能船模拖曳水槽、海洋工程水池、船舶與海洋工程內波水槽、ROV試驗水池、多功能深水池等實驗室環境中。

動作捕捉應用于船舶、海洋結構物

? 動作捕捉系統作為定位系統，可以獲得船舶和海洋結構物模型六自由度運動學參數，用于分析其在風浪流作用下運動響應，或作為位姿傳感器，驗證動力定位系統可靠性。?

1）船舶及海上浮式作業平臺動力定位系統可靠性驗證

? 動力定位系統是指在不借助錨泊系統的情況下，利用各類傳感器檢測出外界環境（如海風、波浪、海流等）的干擾和自身狀態的變化，使用自身配備的自動控制系統對各類信息進行實時處理，通過解算出能夠使自身恢復到目標位姿所需控制力來保持在所期望的位姿上，從而實現動力定位。?

? 動力定位系統開發包括建立平臺動力學模型，設計控制器及動力分配方案，搭建半物理仿真平臺進行硬件可靠性和算法可行性驗證，最后完成平臺模型動力定位水池試驗。動作捕捉系統作為位置測量系統，得到平臺實際位置與姿態信息，作為控制系統的反饋信號輸入，通過水池試驗結果與半物理仿真結果對比，驗證控制系統合理性。

2）浮力筒自由渦激運動試驗研究

? 作為一種典型的水下結構，浮力筒是深水油氣開發系統中重要的組成部分，是多種立管形式的關鍵結構，因而浮力筒的運動特性研究具有很高的研究價值。當海水對浮力筒產生作用力，引起浮力筒的六自由度運動，這稱為“渦激運動”，當尾渦脫落頻率接近固有運動頻率，發生“鎖定現象”，致使浮力筒運動幅值增加，進而對浮力筒造成破壞。對于浮力筒渦激運動問題的研究至關重要。

? 在拖曳水池進行模型拖曳試驗，利用動作捕捉系統測量不同水流速度下浮力筒的六自由度運動，分析浮力筒順流向運動、橫向運動和艏搖運動的時間-位移曲線、運動軌跡、頻率、幅值ST數及阻力變化特性。

3）FPSO 系統水動力混合模型試驗研究

? 隨著海洋油氣開采不斷由淺海走向深海，各種適應不同水深和海況的固定式平臺、浮式平臺應運而生。FPSO 具有投資少、風險低、油氣儲量大、施工周期短、適應范圍廣、甲板面積大等諸多優點，在海洋工程領域得到廣泛的應用。

? 在進行海上浮體錨泊系統設計時，需在試驗水池中進行模型試驗以對浮體的運動響應和系泊纜受力進行合理預測。根據截斷設計結果和試驗縮尺比進行船體、系泊纜和立管模型的制作，并進行 FPSO 的不規則波模型試驗，利用光學動作捕捉系統得到浮體在不同角度和海況下的六自由度運動響應，用拉力傳感器得到系泊纜受力。?

動作捕捉應用于漁業

? 動作捕捉系統也可用于漁業，捕捉固定在圍網繩索上的標志點，了解捕魚過程中圍網繩索的物理行為。?

觀測水中圍網繩的物理行為以評估圍網捕魚效果?

? 水下圍網由圍網繩和圍網組成，其捕撈效果取決于圍網繩保持魚網中的移動路徑。研究人員通過改變繩索的物理特性、布局模式和牽引速度進行了實驗。實驗過程中將標志點均勻的固定在繩索上，利用水下光學動作捕捉鏡頭系統來捕捉繩索捕捉區域的位置數據變化。水池的實驗結果可以與有限元仿真模型獲得的數據進行比較。

NOKOV度量動作捕捉助力水下懸浮隧道高精度形變測量?? ? ? ? ? ? ?

? NOKOV此前已經和多家科研院所及高校在船舶與海洋工程研究方向展開深入合作，其中與天津水運所合作的項目是動作捕捉應用于海洋結構物的典型案例。?

運輸部天津水運工程科學研究院水下懸浮隧道工程技術研究項目

? 水下懸浮隧道是建設懸浮于水中的一種大型跨海交通構筑物，主要解決的是人類未來實現深水、寬水域跨越問題。首要關注點是安全性，要在波浪潮流復雜的動力載荷，以及潛艇撞擊、沉船等異常荷載作用下，保持結構的穩定性。項目的難點，是高精度測量隧道運動變形，要求實驗精確度達到毫米級，同步誤差需要達到亞毫秒級。利用布置在試驗水池周圍的24個NOKOV Mars 2H光學動作捕捉鏡頭，捕捉標志點位置，可以準確獲取隧道模型的運動變形響應。?

? 光學動作捕捉系統由紅外動作捕捉鏡頭、動作捕捉軟件、反光標識點、POE交換機、和若干配件（如標定框和鏡頭固定裝置等）組成。NOKOV的Mars系列鏡頭最高分辨率達到1200萬像素，最高采樣頻率380Hz，在水面反光情況下可以準確捕捉標志點。

? 對于反光標志點在水下的場景，NOKOV開發了專業水下動作捕捉鏡頭，捕捉物體在水面下的運動。NOKOV水下動作捕捉鏡頭經過了100m深度的壓力測試，并具有防腐蝕保護，可在鹽水罐或氯化游泳池中使用，外殼達到防水防塵等級最高的IP68級別。

? 水下反光標志點外部覆蓋特殊材料，可以在水下保持反光效果，用于水下動作捕捉鏡頭識別。?

? NOKOV度量動作捕捉系統為水下場景特制的相應功能，結合系統本身高精度高穩定性的特點，保證了其能夠在船舶、海洋結構物、漁業等各種應用場景中滿足相關要求與數據需求，為相關研究帶來了高性價比解決方案。