[發明專利]一種基于Kinect的骨骼重定向方法及裝置

有效

• 申請號: 201710944903.9
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107833271B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 黃衛星;王健;楊瀟瀟;張桂剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙) 11482
• 代理人: 宋寶庫;王世超

1.一種基于Kinect的骨骼重定向方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取Kinect采集的骨骼數據，將所述骨骼數據轉換為人體模型中對應關節點的旋轉數據，其中，所述骨骼數據與人體模型中的關節點一一對應；

計算所述旋轉數據與在T-Pose狀態下預先獲取的人體姿態數據的數據偏移量；包括：獲取在T-Pose狀態下人體姿態的初始數據，計算所述旋轉數據中的根節點的位移信息與所述旋轉數據中除根節點以外的節點的旋轉信息相對所述初始數據的數據偏移量V(t_j)＝[p(t₀)+T(t_j),r₁(t_j)v₁(t₀),r₂(t_j)v₂(t₀),...,r_n(t_j)v_n(t₀)]^T即為所述旋轉數據與在T-Pose狀態下預先獲取的人體姿態數據的數據偏移量，其中，p(t₀)表示在T-Pose狀態下預先獲取人體姿態的初始數據，T(t_j)表示根節點的位移，r_n(t_j)表示除根節點以外的節點的旋轉信息，v_n(t₀)表示人體姿態的初始節點信息；

將所述數據偏移量作用于所述人體模型，控制所述人體模型運動，以實現人體模型的重定位，包括：將所述數據偏移量映射到人體模型的節點數據中，人體模型根據所述數據偏移量進行動作的改變，其中，將所述數據偏移量映射到人體模型的節點數據中的具體公式為

M(t_j)＝[p(t₀)+T(t_j),r₁(t_j)q₁(t₀),r₂(t_j)q₂(t₀),...,r_n(t_j)q_n(t₀)]

其中，p(t₀)表示在T-Pose狀態下預先獲取的人體姿態的初始數據，T(t_j)表示根節點的位移，q_n(t₀)表示T-Pose狀態下人體模型的初始數據，r_n(t_j)表示節點的旋轉信息；

通過當前時刻相對初始狀態的姿態變化，能將姿態變化對應的數據偏移量映射到人體模型的節點數據中，并且人體模型根據數據偏移量進行動作的改變。

2.根據權利要求1所述的基于Kinect的骨骼重定向方法，其特征在于，所述“將所述骨骼數據轉換為人體模型中對應關節點的旋轉數據”，其方法為：

選擇所述人體模型中的臀部關節點作為原點，以人體左右水平方向為x軸，人體上下豎直方向為y軸，人體正前方為z軸，構建坐標系；

為所述人體模型中的關節點創建坐標，計算所述人體模型中相鄰關節點的空間向量差值，通過歐拉公式將所述空間向量差值轉換為旋轉數據，具體公式為：

v_i(t)＝k_j(t)-k_i(t)，

V(t)＝[p(t),F(k₁(t)),F(k₂(t)),...,F(k_n(t))]^T；

其中，p_(t)為臀部的空間坐標，F(k_i(t))為將Kinect空間中關節點的坐標轉換為歐拉角表示的函數；

所述臀部關節點作為根關節點，所述根關節點包含所述人體模型的位移信息和旋轉信息，所述位移信息包括3個平移參數，所述旋轉信息包括3個旋轉參數。