腕と手の角度に基づく前腕姿勢の予測

Question

私は2つのセンサーを持っています：上腕と手のひらに、それぞれが私にグローバルな3d空間での位置の四元数（オイラー角）を与えます。どのように前腕の位置を見つけることができますか？ たとえば、私は問題を解決するためにこの値が必要です： 私は手をテーブルに置き、上腕（翼のように）を動かすと、プログラムは上腕と一緒に手を動かすと考えています。

Answer 1

あなたが記述する状況はinverse kinematicsのように聞こえます。実際には、これは、自由端の所望の位置（エンドエフェクタ）に基づいて四肢（または他の関節オブジェクト）の中間関節の必要な角度（および延長位置）を決定する方法です。

この難しい数学的な質問に自分で取り組むのではなく、Unity's own inverse kinematicsの実装を見てみてください。ただし、ゲーム内のオブジェクトをAnimatorに適用できない場合は、これは実現不可能です。

あなた自身でソリューションをコーディングすることもできます。この問題に対する一般的な解決法を作成することは、数学的には非常に複雑です。しかし、手と上腕の実際の角度と位置付けについて、いくつかの追加情報があります。前腕の長さと上腕の長さのどちらかを指定した場合（これを数学的に導き出すこともできます！）、あなたの目的に合った軽い線形代数が必要です（センサの読みが正しい場合）。

前腕の長さFLを指定する場合、上腕の方向ベクトルに沿って手からの距離FLである交点（エルボー）を見つける必要があります。また、上腕長ULを指定した場合は、上腕の方向ベクトルを（上腕の中央にあるので）上に移動するだけで、肘の位置を取得することができます。

どちらの場合でも、肘の位置を取得したら、前腕の位置と角度を取得するのは簡単です。ここでは、問題の可視化のための図です：