[發(fā)明專利]對動作捕捉手套上的多個傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)的方法和裝置及動作捕捉手套

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710003195.9
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN108268129B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴若犁;劉昊揚;馬浩;何元會;高鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京諾亦騰科技有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11204
• 代理人: 王達(dá)佐;王艷春

1.一種對動作捕捉手套上的多個傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)的方法，所述多個傳感器包括光學(xué)追蹤器和第一慣性測量單元，所述方法包括：

分別在所述動作捕捉手套的多個動作下采集所述光學(xué)追蹤器在光學(xué)坐標(biāo)系下的位置信息和所述第一慣性測量單元在慣性坐標(biāo)系下的姿態(tài)信息；以及

根據(jù)在所述多個動作下所述光學(xué)追蹤器在光學(xué)坐標(biāo)系下的位置信息和所述第一慣性測量單元在慣性坐標(biāo)系下的姿態(tài)信息，對所述光學(xué)追蹤器和所述第一慣性測量單元進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述動作捕捉手套的多個動作包括第一動作和第二動作，并且

根據(jù)在所述多個動作下所述光學(xué)追蹤器在光學(xué)坐標(biāo)系下的位置信息和所述第一慣性測量單元在慣性坐標(biāo)系下的姿態(tài)信息，對所述光學(xué)追蹤器和所述第一慣性測量單元進(jìn)行校準(zhǔn)包括：

根據(jù)在所述第一動作和所述第二動作采集的所述光學(xué)追蹤器在光學(xué)坐標(biāo)系下的位置信息，計算所述光學(xué)坐標(biāo)系中的人體正面朝向向量；

根據(jù)在所述第一動作和所述第二動作采集的所述第一慣性測量單元在慣性坐標(biāo)系下的姿態(tài)信息，計算所述慣性坐標(biāo)系中的人體正面朝向向量；以及

根據(jù)所述光學(xué)坐標(biāo)系中的人體正面朝向向量和所述慣性坐標(biāo)系中的人體正面朝向向量，得到所述光學(xué)坐標(biāo)系和所述慣性坐標(biāo)系的變換關(guān)系。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一慣性測量單元安裝于所述動作捕捉手套的手掌心或手掌背，并且

根據(jù)在所述多個動作下所述光學(xué)追蹤器在光學(xué)坐標(biāo)系下的位置信息和所述第一慣性測量單元在慣性坐標(biāo)系下的姿態(tài)信息，對所述光學(xué)追蹤器和所述第一慣性測量單元進(jìn)行校準(zhǔn)還包括：

根據(jù)在所述第一動作和所述第二動作采集的所述第一慣性測量單元在慣性坐標(biāo)系下的姿態(tài)信息以及所述慣性坐標(biāo)系中的人體正面朝向向量，計算所述第一慣性測量單元在手掌骨骼坐標(biāo)系下的安裝姿態(tài)。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述多個傳感器還包括多個第二慣性測量單元，所述多個第二慣性測量單元分別安裝于所述動作捕捉手套的不同指節(jié)上，并且所述方法還包括：

在所述動作捕捉手套的第三動作采集所述第一慣性測量單元和所述多個第二慣性測量單元在慣性坐標(biāo)系下的姿態(tài)信息；以及

根據(jù)在所述第三動作采集的所述第一慣性測量單元和所述多個第二慣性測量單元在慣性坐標(biāo)系下的姿態(tài)信息，計算所述多個第二慣性測量單元中的至少一個在手指骨骼坐標(biāo)系下的安裝姿態(tài)和/或指關(guān)節(jié)角度插值參數(shù)和骨骼長度比例參數(shù)。

5.如權(quán)利要求2-4中任一項所述的方法，其中根據(jù)在所述多個動作下所述光學(xué)追蹤器在光學(xué)坐標(biāo)系下的位置信息和所述第一慣性測量單元在慣性坐標(biāo)系下的姿態(tài)信息，對所述光學(xué)追蹤器和所述第一慣性測量單元進(jìn)行校準(zhǔn)還包括：

根據(jù)在所述第二動作采集的所述光學(xué)追蹤器在光學(xué)坐標(biāo)系下的位置信息以及所述第二動作對手部運動學(xué)模型的幾何約束方程，計算所述光學(xué)追蹤器相對于手部的安裝位置。

6.如權(quán)利要求2-4中任一項所述的方法，還包括：

在第二動作變形集合中的多個動作姿態(tài)采集所述光學(xué)追蹤器在光學(xué)坐標(biāo)系下的位置信息和姿態(tài)信息以及所述第一慣性測量單元在慣性坐標(biāo)系下的姿態(tài)信息，其中所述第二動作變形集合包括位于所述多個動作姿態(tài)的、第二動作的變形動作；

利用在所述第二動作變形集合中的多個動作姿態(tài)采集的所述光學(xué)追蹤器在光學(xué)坐標(biāo)系下的位置信息和姿態(tài)信息以及所述第一慣性測量單元在慣性坐標(biāo)系下的姿態(tài)信息，在所述多個動作姿態(tài)中的每個動作姿態(tài)建立手部運動學(xué)模型的幾何約束方程；以及

利用最小二乘法對所述幾何約束方程中的運動學(xué)參數(shù)進(jìn)行估算，以獲得所述光學(xué)追蹤器相對于手部的安裝位置和安裝姿態(tài)。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在雙手模式下，所述動作捕捉手套包括左手動作捕捉手套和右手動作捕捉手套，并且所述方法還包括：

監(jiān)控所述左手動作捕捉手套和右手動作捕捉手套上各自的光學(xué)追蹤器的位置變化，以區(qū)分所述左手動作捕捉手套和右手動作捕捉手套。