[發明專利]用于萬向行走設備的腳部定位方法

在審

• 申請號: 202010516395.6
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111569390A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 童丹桂;李傳紅
• 申請（專利權）人: 安慶美特優智能科技有限公司
• 主分類號: A63B69/00
• 分類號: A63B69/00;H04N5/247;G06K9/00
• 代理公司: 合肥九道和專利代理事務所(特殊普通合伙) 34154
• 代理人: 鮑文娟

本發明特別涉及一種用于萬向行走設備的腳部定位方法，包括如下步驟：S1、通過攝像頭拍攝用戶腳部圖像；S2、控制單元根據每個攝像頭拍攝的圖像分別擬合用戶腳部運動曲線；S3、控制單元根據曲線方程計算出用于腳部在行走平面內落點與該攝像頭的光軸夾角；S4、控制單元根據所有攝像頭的光軸夾角以及攝像頭的位置信息計算得到用戶腳部位置。通過設置兩個及以上的攝像頭從不同的角度拍攝用戶腳部圖像，我們根據攝像頭的光軸以及落腳點和光軸的夾角就可以繪制出落腳點和攝像頭之間的連線，兩條以上的連線就會有交點且該交點就是落腳點位置，這種方式求解過程很簡單，需要處理的數據也非常少。

技術領域

本發明涉及虛擬現實設備技術領域，特別涉及一種用于萬向行走設備的腳部定位方法。

背景技術

虛擬現實就是虛擬和現實相互結合，從理論上來講，虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，使用戶沉浸到該環境中。虛擬現實技術就是利用現實生活中的數據，通過計算機技術產生的電子信號，將其與各種輸出設備結合使其轉化為能夠讓人們感受到的現象，這些現象可以是現實中真真切切的物體，也可以是我們肉眼所看不到的物質，通過三維模型表現出來。因為這些現象不是我們直接所能看到的，而是通過計算機技術模擬出來的現實中的世界，故稱為虛擬現實。虛擬現實技術受到了越來越多人的認可，用戶可以在虛擬現實世界體驗到最真實的感受，其模擬環境的真實性與現實世界難辨真假，讓人有種身臨其境的感覺；虛擬現實具有一切人類所擁有的感知功能，比如聽覺、視覺、觸覺、味覺、嗅覺等感知系統；它具有超強的仿真系統，真正實現了人機交互，使人在操作過程中，可以隨意操作并且得到環境最真實的反饋。正是虛擬現實技術的存在性、多感知性、交互性等特征使它受到了許多人的喜愛。

為了提高用戶的沉浸感受，除了給用戶戴上VR眼鏡模擬周圍環境外，一般還會設計一種承托用戶的萬向跑步機，將真實世界的行走、跑步等動作，變成虛擬空間里的相應運動，并且保證用戶朝著任意方向運動時都不會脫離跑步機本體范圍以外。這種設備目前極其少見，常見的傳統跑步機很難實現任意方向的運動。目前最常見的萬向跑步機結構如下：包括一個呈鍋狀的本體，用戶穿上低摩擦力的鞋子或者帶有滾輪的鞋子以后，在鍋狀本體上行走，這樣不管用戶怎么走，都會滑回鍋里。這是目前較好的萬向跑步機解決方案，但在實際體驗中我們發現，在這種結構的跑步機上行走與在真實地面上行走的感覺很不一樣，這種走路方式有點像是上坡時鞋底太滑，結果怎么走都走不動，但是也不會滑下去，行走在這種跑步機上，體驗非常差，因此未能得到有效的推廣。

為了提高跑步機的真實體驗，有很多其他結構的萬向跑步機被發明出來，在很多結構中，需要對用戶的腳進行定位，以方便萬向跑步機能夠可靠的運行，現有技術中基本沒有可以可靠定位用戶腳部的系統和方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于萬向行走設備的腳部定位方法，可以快速、準確的計算出腳部位置。

為實現以上目的，本發明采用的技術方案為：一種用于萬向行走設備的腳部定位方法，包括如下步驟：S1、通過攝像頭拍攝用戶腳部圖像，其中攝像頭設置有兩個或兩個以上，攝像頭的光軸方向位于用戶的行走平面內且各攝像頭的光軸之間具有夾角，攝像頭的拍攝頻率大于10次/秒；S2、控制單元根據每個攝像頭拍攝的圖像分別擬合用戶腳部運動曲線；S3、控制單元根據曲線方程計算出用于腳部在行走平面內落點與該攝像頭的光軸夾角；S4、控制單元根據所有攝像頭的光軸夾角以及攝像頭的位置信息計算得到用戶腳部位置。

與現有技術相比，本發明存在以下技術效果：通過設置兩個及以上的攝像頭，從不同的角度拍攝用戶腳部圖像，然后計算出每個攝像頭中腳部位置，這里不計算腳部的具體位置，而是計算其與攝像頭光軸之間的夾角；攝像頭在設置的時候，其光軸已經得以確定，我們根據攝像頭的光軸以及落腳點和光軸的夾角就可以繪制出落腳點和攝像頭之間的連線，兩條以上的連線就會有交點且該交點就是落腳點位置，這種方式求解過程很簡單，需要處理的數據也非常少。

附圖說明