如果要说一条2026年具身领域的最大共识,那一定是数据的价值被完全认可。几乎每个人都同意,要让机器人学会干活,得先有足够多的高质量数据。
至于该怎样采集合适的数据,今年业内也发生过不少变化。
遥操作是一种被长期使用的办法。它能直接记录机器人的操作轨迹,但需要机器人设备和操作人员持续参与,采集规模受到设备数量、人员投入等因素限制。成本更低的方案,还有今年初火热的 UMI,这种低成本使用改造夹爪的方式,曾被不少公司大力推广。
但随着第一人称视角数据对模型训练的效果开始显现,这种由人类佩戴设备,记录眼前行为的数据采集模式,被看作目前最能兼具成本性价比和高质效果的方案。
只是,当第一人称数据越来越普及,一个问题也更明显了:拍完人怎么干活的视频后,应该怎样把画面里的动作信息精准地提取出来,变成能帮机器人训练的数据?
一般来说,这个过程需要系统从视频中提取动作,还原手和头部在三维空间中的位置和姿态。把每一帧都重建出来,再把它们拼接起来得到连续的动作轨迹,供后续机器人学习和动作映射使用。
理想状态下,系统应该能准确识别哪双手属于操作者、操作中的手指如何弯曲,以及手在空间中移动了多远。但在实际过程中,获取精准的三维动作信息这一步,就存在不少挑战。
针对这个难题,很多企业和研究者也在持续尝试新方案。最近,我看到觅蜂科技联合了西北工业大学、西安交通大学研究人员提出了第一视角运动重建系统“MEgoVista”。
论文链接:https://arxiv.org/abs/2609.16684
MEgoVista 这套系统做的事情,就是通过一系列优化,把 Ego 视频转化为更精准的三维动作数据。

获取精准3D动作数据,难在哪?
了解 MEgoVista 的运作逻辑之前,先来看看把视频转化为精准的3D动作数据,到底需要面临哪些困难。
首先是采集范围与测量精度难以兼顾。
要获取较为准确的三维动作,现在比较靠谱的方案是在实验室里架构一个多摄像头系统,从不同角度观察双手的操作。但很明显,这种模式强依赖提前布置好的设备和场地,人得在设备覆盖的范围内活动,很难直接去奶茶店、宠物店等等真实场景采集。
如果改成让人戴着摄像头去工作,能拍到更多真实场景,但不一定能量出手的实际位置和移动距离。这样做的结果是采集到的视频多了,准确的动作标签未必会增加。
其次,重建出手部姿态,也不代表位置准确。
现有的算法已经能根据图像估计手指姿态,甚至从视频中还原手部运动轨迹。但如果仅依靠单目摄像头估计操作中的距离,很难精准。这样采集到的数据重建结果,即使与画面中的手部轮廓吻合,空间位置也可能存在偏差。
还有多人交互与遮挡的场景,也增加了识别难度。
比如美甲场景。如果美甲师与顾客的手同时入镜,系统不仅要区分左右手,还要持续判断手的归属,避免把不同人的动作混进同一条轨迹。接触的瞬间也容易出错:当抓握物体、使用工具时,手指可能被物体或前臂遮住;动作幅度较大,双手还可能暂时离开画面。
这些都容易导致关键操作细节缺失,造成跟踪中断和重建偏差。
而且,头部运动又可能增加一层误差。
当头戴摄像头随佩戴者转动和移动时,画面变化同时包含手部运动与镜头运动。如果要恢复准确的手部轨迹,就需要先估计摄像头自身的位置和朝向。
但摄像头往往随着佩戴者转头、移动,产生画面变化。如果画面中呈现出拍摄者的头部在转动,但实际操作的位移较小时,空间距离会更难准确估计。
针对这些问题, 我看到 MEgoVista 做了一系列设计。接下来就来讲讲,它具体是怎么做的。
手部检测、跟踪和初步生成3D
手部操作数据是第一人称数据的重点。
为了还原出精准的手部3D动作标签,MEgoVista 设计了一套离线重建流程:
先识别并跟踪佩戴者(操作者)的双手生成初始3D模型;再利用多摄像头测量深度,进一步确定手部动作的距离;最后结合整段视频,把手部动作数据优化得更连贯、可信。
先看第一步,识别哪个是佩戴者的手。
在第一视角视频里出现的手,不一定都属于拍摄者。美甲就是一个很直观的例子:镜头里同时有美甲师自己的手和客户的手。模型即使找出了所有手,也还得知道哪些才是要记录的目标。
如果系统中途误跟到顾客的手,后面依然能生成三维模型,但肯定是不准确的。
MEgoVista 在这里采用了一个手部检测器。这个检测器会同时判断:
手出现在画面的哪个位置;
属于佩戴者,还是其他人;
是左手,还是右手。
完成了判断,来到“跟踪同一只手”的环节。这一步是为了保证同一只手能够在每一帧里对应,避免中途跟成其他人的手,或者跟错左右手。
具体怎么跟踪?MEgoVista 用了一个轻量级跟踪器把同一只手在前后帧中的检测结果对应起来,减少身份切换,并让圈住手的矩形框稳定跟随目标。
觅蜂科技也展示了这套系统识别、跟踪双手在真实场景中的效果。能看出,在多人交互、手和物体快速交互时,它的识别效果还是挺清楚的。
*采集者直接与他人双手进行交互
*手与物体存在快速交互,且手上有脏污
接下来的一步,系统会把跟踪到的佩戴者手部区域交给类似 WiLoR、HaMeR 的模型。模型会根据图像中的手指、轮廓等视觉信息,预测 MANO 参数。
这些参数包括姿态,比如手指关节如何弯曲、手如何朝向;还有形状参数,也就是手的比例和形状等。
把这些参数放进 MANO,就能生成对应的三维手部模型。MANO 会为每一帧里的手,分别生成一个三维模型。就这样再把它们按时间顺序连起来,就会获得操作过程里的3D手部数据,能初步描述动态过程。
这些结果,会成为后续优化的起点。
三鱼眼相机,如何估计真实距离
有了初步的3D手,系统还需要确定手在立体空间中的具体位置,才能准确计算手部真实移动了多少。否则,可能会发生算错位置和移动距离,甚至把没动的手当成在移动的问题。
MEgoVista 主要适配觅蜂科技的头戴式数采设备 MEgoView。这款设备有三个分布在中央、左侧和右侧的鱼眼摄像头,以每秒60帧拍摄画面。
和单目相机更多依赖模型经验估计距离不同,MEgoView 的三个鱼眼摄像头,能让 MEgoVista 利用经过标定的多相机几何关系,更准确地测定距离。
也就是,这三个摄像头从不同角度看同一处场景,算出画面中的位置离摄像头有多远,给后续3D手部动态标签,提供距离依据。
但鱼眼摄像头有一道额外难题,就是畸变明显,几个镜头朝向也不完全相同,原始画面不能直接拿来比较。
MEgoVista 的做法是,先对画面进行校正,消除畸变,再使用 FoundationStereo 这个英伟达开发的双目匹配模型,分别比较“中央摄像头+左侧摄像头”和“中央摄像头+右侧摄像头”的画面,算出手腕等位置距离摄像头前方有多远,给画面中大量像素标上深度(例如手腕所在位置是50厘米、桌面某处是80厘米),生成两张深度图和对应的置信度。
最后综合这两组结果,优先采纳可信度较高的信息,提高距离估计的可靠性。
用整段视频修正手部运动
有了更准确的距离约束,接下来的一步,就是把前面已经逐帧生成的三维手放到一起检查、调整,减少整段动作中的错误。
为啥要做这件事?因为之前逐帧生成的手部姿态可能单独看起来合理,但连起来可能会有误差。像手腕位置来回跳,远近估计逐渐偏离,或者手指弯到不合理的角度这类问题,都可能出现。
所以在这一步,MEgoVista 会做“全序列优化”,就是结合整段视频的信息,判断并修正这种不合理变化。
具体分两步。先筛选可靠的观测结果,再结合前后帧的信息调整整段动作,使运动更连贯、手指姿态更符合人体结构。
经过这一环节,MEgoVista 最终输出经过调整的双手运动轨迹:既符合视频和距离测量,又减少了抖动等 bug,符合手部活动规律。
把头部运动和手部运动分开
还有最后一个问题,来自戴摄像头的人自己。
当拍摄者低头、转身、向前走,身上的摄像头都会跟着一起动。也就是说,画面中的手发生移动,不一定是手真的动了,也可能只是人在转头。
所以,系统需要先知道每一帧摄像头在哪里、朝哪个方向,才能判断手究竟有没有移动,让手部运动轨迹更精准。
MEgoVista 的方式是,把固定安装的三个镜头视为一个整体,保持标定关系不变。它先利用已知镜头间距建立具有真实尺度的初始重建,再通过关键帧逐步建立场景地图,并利用地图中的点为其他帧求解设备位置和朝向。
最后,系统借助惯性传感器估计重力方向,整体调整坐标系朝向,使上下方向与现实对应。
结合相机轨迹,系统就能把手相对于镜头的位置转换到固定坐标系中,减少转头、走动对手部运动记录的干扰。
测试对比环节:MEgoVista赢了
把这几个环节放在一起,MEgoVista 构建第一视角高精度3D动作数据的流程就清楚了:先用 MEgo 数据采集设备把操作拍下来,再让算法认出目标双手、测出实际距离、核实优化好手部动作,再扣除摄像头自身运动的影响,得到同一坐标系里的双手和头部记录。
为了测试 MEgoVista 的效果,研究人员用两套系统 —— MEgoView 和青瞳光学动捕系统,同时记录一段动作。
MEgoView 录制数据交给 MEgoVista,计算手和头的运动;26台相机组成的青瞳系统,则通过设备和双手上的标记点提供参考测量。
在这其中,青瞳动捕系统的结果只是一个标尺,最终和标尺结果对比,彼此 PK 的是 MEgoVista 和其他几种能根据画面定位、构建运动轨迹的算法。

首先看头部轨迹的对比,MEgoVista 与经过离线优化的 ORB-SLAM3 都达到了毫米级位置精度。

两组完整数据片段中,MEgoVista 的平均位置轨迹误差分别为2.87毫米和0.75毫米,ORB-SLAM3 分别为3.27毫米和1.00毫米。不过,去掉每段视频开头5秒后,第一组中 ORB-SLAM3 更准确,第二组仍是 MEgoVista 更好。新方法并没有在所有条件下占优。
另外两种方法 DROID-W 和 MASt3R-SLAM 只在第一组数据上测试,分别出现4段严重尺度失败和1段跟踪失败。即使排除这些片段,剩余数据的位置误差仍高于 MEgoVista,恢复的轨迹尺度也存在明显偏差。
接下来是手部测试。它分别检查了两个维度:手势是否准确,手的位置是否准确。
从结果看,这两方面 MEgoVista 的表现明显更好。

在手指姿态上,MEgoVista 的误差为4.29毫米,HaWoR 和 Dyn-HaMR 分别为16.30毫米和49.18毫米。这项测试先将预测手与参考手的位置、朝向和整体尺度对齐,再比较关节位置,因此主要反映手势重建精度,不能理解为整只手的绝对定位误差。
至于手腕位置,在摄像头坐标系中,MEgoVista 的手腕位置误差为14.30毫米,HaWoR 和 Dyn-HaMR 分别为46.70毫米和184.38毫米,差距蛮大。
而且在这批测试数据中,MEgoVista 没有出现目标手部漏检或误检。它的动作抖动指标为1.11毫米/帧²,低于 Dyn-HaMR 的3.50和 HaWoR 的16.71,说明连续重建中的无故跳变更少。
研究人员还在三类真实场景中继续测试。
首先是制作奶茶。结果发现当双手快速移动时,MEgoVista 和 Dyn-HaMR 重建的骨架较贴合实际手部,HaWoR 的左手骨架出现明显错位。
还有美甲。在这个测试中,HaWoR 和 Dyn-HaMR 将顾客的手误认为佩戴者的手,重建结果跟错了对象;MEgoVista 在展示片段中保持了正确的手部归属。
至于给宠物洗澡,测试结果显示,手部沾有污物且快速运动时,MEgoVista 和 Dyn-HaMR 均检测到了手部,HaWoR 的左手骨架和手腕位置出现偏移。

到了这里,论文已经通过实验证明,MEgoVista 将第一视角视频中的操作还原为具有真实尺度的三维动作,比其他算法的效果更加精准。

不过需要注意,这篇论文的 MEgoVista 系统,全程都基于觅蜂科技的 MEgo-View 数采产品设计。
这款产品能让采集者戴着设备走进真实工作场景,MEgoVista 则保证采集者拍回来的操作可以变成可测量、可检验的三维运动数据。
这对目前的数据采集行业很有意义。
就在前不久,觅蜂科技推出了“觅蜂派” App,把数据采集变成了面向普罗大众的众包模式。
这种模式的操作逻辑是,MEgo 系列设备负责记录操作,觅蜂派 App 连接采集任务与参与者,组织接单、采集、验收和结算;MEgo Engine 则承担数据处理、标注、质量评估与交付。
现在看来,这其中 MEgoVista 也为动作重建环节提供了靠谱的方法和实验依据。
我想,随着数据采集众包模式普及,数据量增加,手部归属、遮挡和尺度误差肯定也会更复杂。此时出现的 MEgoVista,大概就是一个更可靠的方案,能让越来越多被大家拍回来的视频,成为真正高质量的训练数据。







