[發明專利]運動捕捉服裝與用牛仔和其他服裝捕捉運動的系統和方法

在審

• 申請號: 201710597661.0
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107643823A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: O·科巴諾魯;J·厄利爾瑪茲;S·梅特;F·恰拉爾
• 申請（專利權）人: 尚科紡織企業工業及貿易公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/0346
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 袁逸,陳斌

技術領域

本發明涉及運動捕捉(短時運動捕捉)領域，即記錄物體或人的移動的過程。本發明可以被用于軍事、娛樂、體育、醫療以及各種其他應用。

背景技術

運動捕捉通常用于體育研究、電影制作和視頻游戲研發中，以供借助于一個或多個相機來記錄人類行動者的動作，這些相機配置成檢測附連到行動者的身體的確定點處的多個標記的位置。這些標記可以用逆向反光材料來涂敷，從而反射在相機鏡頭附近產生的光。替換地，這些標記可以被提供有光源，例如，LED。相機的閾值可以被調節，所以僅有標記的光將會被采樣到，而忽視行動者的皮膚和織物。所記錄的移動可以由此被用來在3D環境中動畫化數字角色模型。

進一步的技術提供了用以運動捕捉的無標記(marker-less)辦法。這些系統不要求用戶穿戴用于追蹤的標記。借助于特殊的計算機算法，有可能來分析多流光學輸入并標識人形，將它們分解成用于追蹤的組成部分。

在上述提及的系統中，要求有一個或多個相機以供檢測并記錄用戶的運動。結果，運動捕捉僅能夠在錄影棚中或在(諸)相機的視野范圍內的有限空間中來實施。

機械追蹤器，包括用戶穿戴的剛性或柔性角度計也是公知的。這些角度測量設備向處理器提供了關節角度數據，其中運動學算法被用來確定用戶的身體的位置。常規機械追蹤系統受到不良精準度的不利影響，特別是當存在一個以上自由度時。

已知慣性測量設備被用于檢測標記的位置而不需要相機，但是其一般與可以僅被用作運動捕捉系統的系統聯用，并且一般是明顯可見的、相對較重、笨重且通常是針對短期使用而設計的不舒適的裝置。

需要改進的運動捕捉系統和便于使用的運動捕捉系統。

發明內容

本發明的一個目的是克服以上所列現有技術辦法的缺陷并提供運動捕捉服裝以及能夠使用穿著舒適且具有時尚外觀的服裝來可靠地檢測穿戴者的移動的運動捕捉系統。

本發明的進一步的目的在于提供簡便地組裝到服裝上并能夠用可靠的方式洗滌的運動捕捉系統。

這些和其他目的由本發明借助于如權利要求1所述的服裝，通過如權利要求12所述的運動捕捉系統，通過如權利要求13所述的用于監視和分析運動的方法，以及通過如權利要求18所述的運動捕捉電路來達成。在諸從屬權利要求將指示本發明的各優選方面。

具體而言，根據本發明，該服裝包括織物并包括包含在該服裝的縫合線內的多個慣性測量單元(IMU)。IMU被有益地配置成檢測所有三軸上的360度的運動。

該方面有益地通過使用物理上舒適和/或具有時尚外觀的日常服裝來使得穿戴者的運動在用戶的日常活動期間被檢測到。

優選地，該服裝進一步包括設置在該服裝上或該服裝中并電耦合到該多個IMU的至少一個微控制器。

根據本發明的一方面，該至少一個微控制器被包含在至少一個縫合線內。

一些實施例提供了，該服裝進一步包括設置在至少一個縫合線內的LED和振動部件中的至少一者。這些實施例允許向用戶提供視覺上和/或觸覺上的有用信息。

優選地，該服裝由牛仔布制成，以及在一些實施例中，該織物可以由彈性牛仔布制成。根據本公開的一方面，該多個IMU包括多個加速計。優選地，該多個IMU進一步包括多個陀螺儀和多個磁力計。該多個IMU與至少一個外部數據接收和處理設備(諸如，智能電話、計算機、或提供有處理器的其他電子設備)處于電通信。優選地，該服裝進一步包括設置在該服裝中或該服裝上并適配成將來自該IMU的數據傳送到外部數據接收和處理設備的無線發射機。

該多個IMU可以沿該縫合線，由設置在該縫合線內的柔性材料帶彼此耦合。該柔性材料可以是塑料、或織物或導電紗。該帶可包括多個電連接(諸如導電跡線、導線、電纜以及類似)以形成通信總線。

一些實施例提供了，該帶是彈性伸縮達至少10％，且該電連接沿該帶以彎曲路徑(即，連續非線性路徑)(諸如波浪狀或鋸齒狀路徑)布置。換言之，通過在該帶的兩端施加確定的力，該帶可以被拉伸(即，通過增加其長度進行變形)達至少10％。當該力被移除時，該帶彈性地返回到其原始大小。該電連接的波浪狀或鋸齒狀或彎曲圖案防止該連接在該帶被拉伸時損壞。

這些實施例有益地增強了穿著舒適度，從而穿戴者在穿戴該服裝時不會注意到嵌入在改服裝中的電子元件的存在。

根據本公開的一方面，該服裝進一步包括在帶和IMU上以及在縫合線內的防水涂層。這方面有益地提供了該服裝的電子組件與汗水、水以及任何其他液體或其他流體(諸如在洗滌期間將會經歷的)隔離。