[發明專利]基于超聲波的動作捕捉方法及系統

無效

• 申請號: 201010134809.5
• 申請日: 2010-03-26
• 公開（公告）號: CN101813977A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 鄭進科;王玉泉;竇萬成;杜志平;孫衛華
• 申請（專利權）人: 北京物資學院
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G08C23/02
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;田治

技術領域

本發明涉及動作捕捉領域，特別是涉及一種基于超聲波的動作捕捉方法及系統。?

背景技術

目前，在一些場所，需要對人或者機構的動作進行感應和捕捉。對于簡單動作的感應和捕捉，如擺動，旋轉，傾斜等，利用的技術主要是加速度感應器、陀螺儀、水平儀等，這些技術已經比較成熟并廣泛應用，比如手機，游戲桿等。?

對于復雜動作的感應捕捉，尤其是在三維空間的感應和捕捉，目前所用的技術比較少，并且實現難度較大，投入較高。可以查到的技術一是三維照相技術，通過多于兩臺以上攝影機的照相，經過計算機圖像處理后實現動作感應和捕捉；二是感應手套，通過在手套中設置多個感應器，來記錄人手的動作實現動作感應和捕捉。但這些技術均存在實現難度大、投入較高的缺點。?

發明內容

基于上述現有技術所存在的問題，本發明實施例提供一種基于超聲波的動作捕捉系統及方法，可以方便準確的對被測對象的動作進行捕捉。?

本發明的目的是通過下述技術方案實現的：?

本發明實施例提供一種基于超聲波的動作捕捉方法，包括：?

在進行動作捕捉場所內從多個不同的位置向被捕捉對象連續發送具有不同頻譜特征的多個超聲波，并記錄所發送各超聲波的頻譜特征；?

被捕捉對象表面不同位置均設置接收裝置，每個接收裝置對各個超聲波分別進行接收，并一一轉換成電信號；?

將所述轉換成的電信號中承載的所接收超聲波的頻譜特征與所記錄的發送的各超聲波的頻譜特征一一進行匹配，利用接收和發送超聲波之間的時間差計算得出被捕捉對象表面不同位置與各超聲波的發送位置之間的距離；?

根據所得出的距離計算確定被捕捉對象在空間中的位置；?

將所確定被捕捉對象在空間中的位置與已記錄被捕捉對象的前一位置進行對比來確定被捕捉對象在空間中的動作軌跡。?

所述在測量空間內從多個不同的位置向需要捕捉其動作的被測對象連續發送多個具有不同頻譜特征的超聲波包括：?

在需要進行動作捕捉場所的不同位置設置多個超聲波發生裝置，各超聲波發生裝置均連接到作為處理裝置的計算機；?

各超聲波發生裝置向需要進行動作捕捉場所內的被捕捉對象連續發送具有不同頻譜特征的多個超聲波。?

所述被捕捉對象表面不同位置均設置接收裝置，每個接收裝置對各個超聲波分別進行接收，并一一轉換成電信號包括：?

被捕捉對象表面不同位置設置的每個接收裝置均接收各個位置發送的超聲波，并將接收的超聲波一一轉換成電信號。?

所述將所述電信號中承載的所接收超聲波的頻譜特征與所記錄的發送各超聲波的頻譜特征一一進行匹配包括：?

將對應被捕捉對象表面不同位置設置的接收裝置轉換的多個電信號中，每個電信號中承載的所接收超聲波的頻譜特征，分別與所記錄的發送的各超聲波的頻譜特征一一進行匹配。?

所述利用接收和發送超聲波之間的時間差計算得出被捕捉對象表面不同位置與各超聲波的發送位置之間的距離包括：?

利用接收和發送超聲波之間的時間差與超聲波在空間中的傳播速度的乘積得出被捕捉對象表面各位置與各超聲波的發送位置之間的距離。?

所述根據所得出的距離計算確定被捕捉對象在空間中的位置包括：?

根據所得出的距離利用三角計算法確定被捕捉對象表面不同位置在空間中的位置；

根據被捕捉對象表面不同位置在空間中的位置通過計算確定被捕捉對象在空間中的位置。?

本發明實施例還提供一種基于超聲波的動作捕捉系統，包括：?

多個超聲波發送裝置、多個超聲波接收裝置和處理裝置；?

多個超聲波發送裝置，用于向動作捕捉場所內的被捕捉對象從多個不同位置連續發送具有不同頻譜特征的多個超聲波；?

多個超聲波接收裝置，用于設置在被捕捉對象表面不同位置，分別對各個超聲波進?行接收，并一一轉換成電信號；?

處理裝置，用于將所述多個超聲波接收裝置轉換成的電信號中承載的所接收超聲波的頻譜特征與所記錄的發送的各超聲波的頻譜特征一一進行匹配，利用接收和發送超聲波之間的時間差計算得出被捕捉對象表面不同位置與各超聲波的發送位置之間的距離；根據所得出的距離計算確定被捕捉對象在空間中的位置；將所確定被捕捉對象在空間中的位置與已記錄被捕捉對象的前一位置進行對比即確定被捕捉對象在空間中的動作軌跡。?

所述處理裝置包括：?

多個記錄單元、多個電信號接收單元、計時單元、計算處理單元和輸出裝置；?