[發(fā)明專利]一種利用人體足部在小空間范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)虛擬世界人物大范圍移動(dòng)的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010725083.6
• 申請(qǐng)日: 2020-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN112114660A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔浩;李楊寰;高峰;尚泰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南耶喂啊智能科技有限公司;湖南格納微信息科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01;G01D21/02
• 代理公司: 廣東有知貓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44681
• 代理人: 高志軍

1.一種利用人體足部在小空間范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)虛擬世界人物大范圍移動(dòng)的方法，包括如下步驟：

步驟1：感測(cè)人體足部在小空間范圍的位移并將對(duì)所感測(cè)的人體足部在小空間范圍的位移進(jìn)行實(shí)時(shí)解算獲得人體足部在小空間范圍運(yùn)動(dòng)過程的IMU原始數(shù)據(jù)；

步驟2：通過靜止檢測(cè)方法檢測(cè)出IMU原始數(shù)據(jù)中的靜止時(shí)刻數(shù)據(jù)；

步驟3：對(duì)步驟2檢測(cè)出來的靜止時(shí)刻數(shù)據(jù)利用卡爾曼濾波算法進(jìn)行零速修正得到精確的人體足部位移結(jié)果；

步驟4：利用步驟3得到的精確的人體足部位移結(jié)果通過步態(tài)識(shí)別算法得到人體單足的步態(tài)信息；

步驟5：將步驟4得到的人體單足的步態(tài)信息通過雙足步態(tài)融合識(shí)別算法得到人體的步態(tài)信息；

步驟6：將步驟5得到的人體的步態(tài)信息上報(bào)給虛擬位移顯示軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。

2.如權(quán)利要求1所述的一種利用人體足部在小空間范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)虛擬世界人物大范圍移動(dòng)的方法，其特征在于，步驟1中，人體足部在小空間范圍的位移包括人體足部前進(jìn)、后退、左側(cè)移動(dòng)、右側(cè)移動(dòng)、原地踏步、原地起跳、踢腿及人體腿部運(yùn)動(dòng)加速中的一種或任意兩種以上的組合。優(yōu)選為原地踏步。

3.如權(quán)利要求1所述的一種利用人體足部在小空間范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)虛擬世界人物大范圍移動(dòng)的方法，其特征在于，步驟1中，用以感測(cè)人體足部在小空間范圍的位移的器件為捆綁于人體足部上的足部位移傳感模塊。

4.如權(quán)利要求3所述的一種利用人體足部在小空間范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)虛擬世界人物大范圍移動(dòng)的方法，其特征在于，所述足部位移傳感模塊為一MEMS慣性器件。

5.如權(quán)利要求1所述的一種利用人體足部在小空間范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)虛擬世界人物大范圍移動(dòng)的方法，其特征在于，步驟1中，感測(cè)人體足部在小空間范圍的位移并將對(duì)所感測(cè)的人體足部在小空間范圍的位移進(jìn)行實(shí)時(shí)解算獲得人體足部在小空間范圍運(yùn)動(dòng)過程的IMU原始數(shù)據(jù)具體步驟是：

步驟1.1：利用MEMS慣性器件中的陀螺儀、加速度計(jì)對(duì)人體足部位移進(jìn)行速度、位置和姿態(tài)進(jìn)行感測(cè)；

IMU原始數(shù)據(jù)如圖4a和圖4b。

6.如權(quán)利要求1所述的一種利用人體足部在小空間范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)虛擬世界人物大范圍移動(dòng)的方法，其特征在于，步驟1中，用以感測(cè)人體足部在小空間范圍的位移的器件為一設(shè)置有五個(gè)感應(yīng)區(qū)的腳墊。

7.如權(quán)利要求1所述的一種利用人體足部在小空間范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)虛擬世界人物大范圍移動(dòng)的方法，其特征在于，步驟1中，用以感測(cè)人體足部在小空間范圍的位移的器件為紅外傳感裝置或激光傳感裝置。

8.如權(quán)利要求1所述的一種利用人體足部在小空間范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)虛擬世界人物大范圍移動(dòng)的方法，其特征在于，步驟2中，通過靜止檢測(cè)方法檢測(cè)出IMU原始數(shù)據(jù)中的靜止時(shí)刻數(shù)據(jù)的具體步驟是：

通過靜止區(qū)間檢測(cè)方法計(jì)算出每一時(shí)刻的檢測(cè)值，當(dāng)檢測(cè)值小于設(shè)定的閾值時(shí)即為靜止。

其中，所述靜止區(qū)間檢測(cè)方法采用的是角速度能量判別法(Angular Rate Energy)，記k時(shí)刻的角速度為ω_k，檢測(cè)窗口為N，則窗口內(nèi)角速度能量總和為：

靜止區(qū)間內(nèi)角速度幾乎為零，則角速度門限必小于某個(gè)門限threshold，故角速度能量判別法(ARE)的準(zhǔn)則為：