[發明專利]一種基于kinect的動作訓練方法

有效

• 申請號: 201110334909.7
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102500094A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 周忠;吳威;梁進明
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A63B23/00
• 分類號: A63B23/00;A63B24/00;G06F19/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 許玉明;顧煒

1.一種基于kinect的動作訓練方法，其特征在于如下步驟：

(1)用戶選擇所使用訓練模式，訓練方法分為在線動作訓練和離線動作訓練兩種模式；所述在線動作訓練用戶將跟隨虛擬教練員的提示完成動作訓練，動作將被分解成若干個階段，用戶跟隨每一個階段的提示完成動作訓練；所述離線動作訓練是由用戶自主完成動作，用戶動作通過kinect捕捉后自動與標準動作進行對比分析，并向提示用戶動作的差距；

(2)通過訓練視圖提示用戶完成訓練；所述訓練視圖分為動畫視圖及真實視圖，動畫視圖中有兩個角色模型，分別代表教練員及用戶；教練員模型使用標準動作數據驅動，完成動作演示的功能，稱之為虛擬教練員；用戶模型使用采集的用戶動作數據驅動，完成顯示用戶動作的功能；真實視圖顯示kinect采集的真實圖片，在動作訓練過程中用戶能夠通過真實視圖觀察自己的動作，真實視圖還能在訓練結束后回放用戶動作。

2.根據權利要求1所述基于kinect的動作訓練方法，其特征在于所述在線動作訓練的步驟如下：

(1.a1)在線動作訓練將一套將要進行訓練的動作劃分為若干個階段，動作劃分使用關鍵動作提取方法完成，并通過能量方法判斷用戶是否完成每一個階段的動作；用戶跟隨動畫視圖中的虛擬教練員進行動作訓練，當判斷用戶已經完成每個階段的動作后，虛擬教練員自動提示下一個階段的動作，用戶通過跟隨虛擬教練員依次完成每一個階段的動作；

(1.a2)對于每一個階段的動作，向用戶提示該階段動作需要注意的關鍵點，通過標記出較為重要的關節點提醒用戶注意；關鍵點通過計算每個階段各個關節點位移的均方差得到，取均方差最大的若干個關節點作為關鍵點，并提醒用戶注意每個階段的關鍵點。

3.根據權利要求2所述基于kinect的動作訓練方法，其特征在于所述的關鍵動作提取方法的步驟為：

1.a1.1使用重要度計算方法評價每幀動作的重要程度，首先通過幀F^t(k)的前一幀動作F^t(k-1)與后一幀動作F^t(k+1)插值得到F^t(k)的插值幀IF^t(k)，然后計算幀F^t(k)與IF^t(k)的差距interplaterError，公式如下：

interplaterError=Σj=1jointNumber||pjo-pjr||2]]>

其中表示原始動作F^t(k)的第j個關節點，表示插值得到的動作IF^t(k)的第j個關節點，其中jointNumber為動作關節點的個數，關節點之間的距離采用歐氏距離計算；最后動作F^t(k)的重要度D^t(k)的計算公式為：

D^t(k)＝(F^t(k+1)-F^t(k-1))×interplaterError(F^t(k-1)，F^t(k)，F^t(k+1))/2；

1.a1.2關鍵動作提取算法通過不斷刪除重要度較低的動作最后得到關鍵動作，在刪除動作的過程中，會對動作的重要度進行更新，并且每次都會選擇重要度最低的動作刪除；

1.a1.3使用基于靜態雙向鏈表和最小堆的復合堆數據結構進行優化，降低算法的時間復雜度。