野性运动释放：猎豹的无标记3D运动学与力估计
计算机视觉与模式识别
2023-12-12 v1
摘要
野生动物在野外机动性的复杂动力学研究极具挑战性。猎豹（Acinonyx jubatus）是一个完美的例子：尽管人们对其无与伦比的速度和机动性兴趣浓厚，但获取这些动物的完整全身运动数据仍然是一个未解决的问题。这在野生猎豹中尤其困难，因为所使用的方法必须是非接触式的，且不能限制动物的运动。在这项工作中，我们利用从野生猎豹获得的数据，提出了一种轨迹优化方法，用于远程估计对象的3D运动学和关节力矩。我们将这种方法称为动力学完整轨迹估计（K-FTE）。我们在一个包含同步视频和测力台数据的数据集上验证了该方法。我们能够以平均重投影误差17.69像素（使用鼻-眼长度段作为阈值时PCK为62.94%）重建3D运动学，而与测力台数据相比，估计的地面反作用力平均均方根误差为171.3 N（约为步态周期中峰值力的17.16%）。虽然关节力矩无法直接与真实数据验证（因为猎豹没有此类数据），但估计的力矩与先前在受控环境下对四足动物的研究结果一致。这些结果将使生物学家和机器人学家能够更深入地研究动物在更自然环境中的运动。
引用
@article{arxiv.2312.05879,
title = {Wild Motion Unleashed: Markerless 3D Kinematics and Force Estimation in Cheetahs},
author = {Zico da Silva and Stacy Shield and Penny E. Hudson and Alan M. Wilson and Fred Nicolls and Amir Patel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.05879},
year = {2023}
}