[發(fā)明專利]一種虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的精度檢測方法和相關(guān)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011010380.9
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112099636B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戰(zhàn)蔭偉;鄧婉婷
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 沈闖

1.一種虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的精度檢測方法，其特征在于，應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)，所述運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)包括：光學(xué)追蹤傳感器和運(yùn)動(dòng)捕捉傳感器，所述光學(xué)追蹤傳感器用于獲取所述運(yùn)動(dòng)捕捉傳感器的運(yùn)動(dòng)軌跡，包括以下步驟：

建立所述運(yùn)動(dòng)捕捉傳感器的三維坐標(biāo)系，通過所述光學(xué)追蹤傳感器，分別獲取所述運(yùn)動(dòng)捕捉傳感器在所述三維坐標(biāo)系靜止時(shí)的N組第一旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)和N組位置數(shù)據(jù)，得到第一旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)集和位置數(shù)據(jù)集，N為正整數(shù)；

對所述第一旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)集和所述位置數(shù)據(jù)集，分別進(jìn)行均方根誤差計(jì)算，得到位置抖動(dòng)誤差和旋轉(zhuǎn)角度抖動(dòng)誤差；對所述第一旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)集和所述位置數(shù)據(jù)集，分別進(jìn)行艾倫方差分析，得到所述運(yùn)動(dòng)捕捉傳感器的隨機(jī)誤差項(xiàng)；

通過所述光學(xué)追蹤傳感器，獲取所述運(yùn)動(dòng)捕捉傳感器分別在所述三維坐標(biāo)系的各軸進(jìn)行P次相同度數(shù)旋轉(zhuǎn)時(shí)的M組第二旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)集，M和P均為正整數(shù)；根據(jù)所述第二旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)集和旋轉(zhuǎn)角度參考值，進(jìn)行均方根誤差計(jì)算，得到旋轉(zhuǎn)誤差；

通過所述光學(xué)追蹤傳感器，獲取所述運(yùn)動(dòng)捕捉傳感器分別在所述三維坐標(biāo)系的各軸進(jìn)行P次平移時(shí)的M組平移距離數(shù)據(jù)集；根據(jù)所述平移距離數(shù)據(jù)集和平移距離參考值，進(jìn)行均方根誤差計(jì)算，得到平移誤差；

將所述位置抖動(dòng)誤差、所述旋轉(zhuǎn)角度抖動(dòng)誤差、所述隨機(jī)誤差項(xiàng)、所述旋轉(zhuǎn)誤差和所述平移誤差，作為所述運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的精度值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的精度檢測方法，其特征在于，所述通過所述光學(xué)追蹤傳感器，分別獲取所述運(yùn)動(dòng)捕捉傳感器在所述三維坐標(biāo)系靜止時(shí)的N組第一旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)和N組位置數(shù)據(jù)，之后還包括：

對所述第一旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)和所述位置數(shù)據(jù)，進(jìn)行去除離群點(diǎn)處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的精度檢測方法，其特征在于，所述對所述第一旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)集和所述位置數(shù)據(jù)集，分別進(jìn)行艾倫方差分析，得到所述運(yùn)動(dòng)捕捉傳感器的隨機(jī)誤差項(xiàng)，具體包括：

分別將所述第一旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)集和所述位置數(shù)據(jù)集，劃分為H個(gè)第一旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)子集和H個(gè)位置數(shù)據(jù)子集，n為數(shù)據(jù)點(diǎn)，nN/2；

根據(jù)各所述第一旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)子集和所述位置數(shù)據(jù)子集的艾倫方差，建立雙對數(shù)曲線；

通過最小二乘法對所述雙對數(shù)曲線進(jìn)行擬合，得到所述運(yùn)動(dòng)捕捉傳感器的隨機(jī)誤差項(xiàng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的精度檢測方法，其特征在于，所述隨機(jī)誤差項(xiàng)包括：量化噪聲、零偏不穩(wěn)定性、加速漂移斜坡。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的精度檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第二旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)集和旋轉(zhuǎn)角度參考值，進(jìn)行均方根誤差計(jì)算，得到旋轉(zhuǎn)誤差，具體包括：

分別求出M組所述第二旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)集的平均值，對M個(gè)所述平均值與M個(gè)所述旋轉(zhuǎn)角度參考值進(jìn)行均方根誤差計(jì)算，得到所述旋轉(zhuǎn)誤差。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的精度檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述平移距離數(shù)據(jù)集和平移距離參考值，進(jìn)行均方根誤差計(jì)算，得到平移誤差，具體包括：

分別求出M組所述平移距離數(shù)據(jù)集的平均值，對M個(gè)所述平均值與M個(gè)所述平移距離參考值進(jìn)行均方根誤差計(jì)算，得到所述平移誤差。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的精度檢測方法，其特征在于，所述虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的追蹤區(qū)域設(shè)置有低反射率地毯，用于減少高反射物體對所述運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的干擾。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的精度檢測方法，其特征在于，所述通過所述光學(xué)追蹤傳感器，分別獲取所述運(yùn)動(dòng)捕捉傳感器在所述三維坐標(biāo)系靜止時(shí)的，獲取頻率設(shè)置為100Hz。