UltraPoser：利用消费级可穿戴设备的超声波传感突破 IMU 全身姿态估计的极限

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使用嵌入消费级可穿戴设备中的 IMU 进行全身运动捕捉具有实现便捷、随行追踪且仪器配置最少的潜力。然而，这些设备在身体上的稀疏放置带来了诸如覆盖范围有限、运动特征多样性减少以及累积漂移误差等挑战。本文介绍了 UltraPoser，这是一种多模态全身运动捕捉系统，将超声波传感与惯性测量相结合，以提高保真度、更广泛的覆盖范围和可靠性。UltraPoser 利用智能手机和智能手表等消费级可穿戴设备上的内置麦克风和扬声器来传输和接收听不见的超声波信号，扩展了感知的身体区域范围，并提供无漂移的声学多路径 profiles。为了实现 UltraPoser，我们系统地探索了超声波信号设计以最大化特征质量，并提出了基于图的物理感知融合架构来整合异构传感模态。我们使用 UltraPoser 数据集评估了我们的方法，该数据集收集自 10 名参与者，涵盖不同的设备放置和活动情境。与先进的 IMU 仅方法相比，UltraPoser 在整体姿态估计准确性方面实现了 28.46% 的提升，对于特定肢体的误差减少高达 67.28%，且这些肢体没有直接连接的传感器。