[發(fā)明專利]基于單目攝像機和多平面鏡折反射裝置的運動捕捉方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010288904.0
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN101930628A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設計）人: 英向華;任仁;別懷偉;彭琨;侯璐璐;查紅彬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/00
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 賈曉玲

1.一種運動捕捉方法，其特征在于，

-該方法利用一臺單目攝像機和一個由多平面鏡折反射裝置進行圖像捕捉；

-捕捉方法如下：

A.數(shù)據(jù)預處理階段，包括三個步驟：

1)圖像數(shù)據(jù)采集，計算鏡面夾角；

2)標定真實攝像機；

3)標定虛擬攝像機；

B.標識點的跟蹤和獲取階段，包括一個步驟：

4)采集運動場景數(shù)據(jù)并處理；

C.三維重建和運動數(shù)據(jù)編輯階段，包括兩個步驟：

5)恢復標識點的三維坐標；

6)運動數(shù)據(jù)編輯。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多平面鏡折反射裝置由兩面平面鏡組成；兩平面鏡鏡面相對，俯視成“V”字擺放。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)的實現(xiàn)方法為：用攝像機以30°～100°的俯角拍攝照片，在同一張照片中同時獲取不同視點的場景，選取不同場景中的對應點，計算場景中平面鏡的夾角。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟2)的實現(xiàn)方法為：選取不同場景中對應的點，對真實的攝像機進行內(nèi)外參數(shù)的標定。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟3)的實現(xiàn)方法為：

真實的攝像機與虛擬攝像機之間有如下幾何關(guān)系：

X²+Y²+Z²＝R²

其中，(X，Y，Z)是真實相機和虛擬相機光心的世界坐標；R為正數(shù)，是光心到鏡面交線的距離；每臺相機的內(nèi)參數(shù)都等于真實相機的內(nèi)參數(shù)，利用上面公式求出每臺相機的外參數(shù)；記錄每臺相機的內(nèi)外參數(shù)。

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟4)的實現(xiàn)方法為：利用光學式運動捕捉技術(shù)對運動物體進行運動軌跡的數(shù)據(jù)采集，抽取每個視點場景中的對應點數(shù)據(jù)，獲取標識點的中心坐標。

7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟5)的實現(xiàn)方法為：將每個試點場景進行對應點數(shù)據(jù)的配準，根據(jù)標定的攝像機參數(shù)，恢復數(shù)據(jù)點的三維坐標并記錄。

8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟6)的實現(xiàn)方法為：對應人體骨骼的樹形結(jié)構(gòu)，選擇盆骨的位置為樹根，將運動捕捉數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化；提取運動捕捉數(shù)據(jù)的關(guān)鍵幀，驅(qū)動三維模型。

9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在數(shù)據(jù)預處理階段還包括為了保證系統(tǒng)的實時性而進行的背景建模步驟。

10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用閾值法和區(qū)域生長算法來求取標志點的區(qū)域，方法如下：

a)設定標志點的閾值；

b)將超過閾值的點進行區(qū)域生長，生成不同的區(qū)域；

c)求取每個區(qū)域的(x，y)坐標的均值作為標志點的中心位置。