[發(fā)明專利]一種動(dòng)作捕捉系統(tǒng)中傳感器的校準(zhǔn)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110007732.3
• 申請(qǐng)日: 2021-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN112754472B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李洪測(cè);周烽;胡同杰;劉昊揚(yáng);戴若犁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京諾亦騰科技有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/11
• 分類號(hào): A61B5/11;A61B5/00;A61B5/107;G01B21/00;G01B21/04
• 代理公司: 北京開陽星知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11710
• 代理人: 安偉

本公開涉及一種動(dòng)作捕捉系統(tǒng)中傳感器的校準(zhǔn)方法及裝置，包括：基于預(yù)設(shè)的定位標(biāo)識(shí)生成具有標(biāo)識(shí)號(hào)的校準(zhǔn)區(qū)域；當(dāng)穿戴有多個(gè)傳感器的運(yùn)動(dòng)對(duì)象進(jìn)入任一校準(zhǔn)區(qū)域后，獲取傳感器的原始位置信息；根據(jù)各傳感器的原始位置信息，確定傳感器與運(yùn)動(dòng)對(duì)象的關(guān)鍵部位之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；將校準(zhǔn)區(qū)域的空間范圍與原始位置信息進(jìn)行匹配，并根據(jù)匹配結(jié)果將校準(zhǔn)區(qū)域的標(biāo)識(shí)號(hào)分配給傳感器和/或運(yùn)動(dòng)對(duì)象；當(dāng)具有標(biāo)識(shí)號(hào)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象處于指定姿勢(shì)時(shí)，采集傳感器的目標(biāo)位置信息，并基于對(duì)應(yīng)關(guān)系和目標(biāo)位置信息，確定具有標(biāo)識(shí)號(hào)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象的初始參數(shù)；其中，初始參數(shù)用于輸入給動(dòng)作捕捉系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算。本公開能夠簡(jiǎn)化穿戴傳感器的難度，降低初始參數(shù)的獲取難度。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及動(dòng)作捕捉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)作捕捉系統(tǒng)中傳感器的校準(zhǔn)方法及裝置。

背景技術(shù)

動(dòng)作捕捉系統(tǒng)用于捕捉運(yùn)動(dòng)對(duì)象(如人)的關(guān)鍵部位上設(shè)置的傳感器的位置，再經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理后得到三維空間坐標(biāo)的數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)被計(jì)算機(jī)識(shí)別后，可以應(yīng)用在體育、康復(fù)、醫(yī)療、人機(jī)工程等領(lǐng)域。目前，動(dòng)作捕捉系統(tǒng)在捕捉數(shù)據(jù)之前，首先需要獲知多項(xiàng)信息，比如：運(yùn)動(dòng)對(duì)象的數(shù)量，該數(shù)量取決于待啟動(dòng)虛擬角色的數(shù)量；每個(gè)運(yùn)動(dòng)對(duì)象上設(shè)置的傳感器的ID(Identity document，身份標(biāo)識(shí)號(hào))，該ID用于為不同的傳感器分別分配匹配的動(dòng)捕算法；運(yùn)動(dòng)對(duì)象的尺寸，比如人員的身高臂展，或者更細(xì)致的骨骼長(zhǎng)度信息，以用于給動(dòng)捕算法提供初始參數(shù)值。

然而，在多個(gè)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的動(dòng)作捕捉環(huán)境中存在如下問題：穿戴傳感器需要耗費(fèi)大量時(shí)間，傳感器容易穿戴錯(cuò)誤，穿戴錯(cuò)誤會(huì)造成姿態(tài)不正確，需要逐一填寫運(yùn)動(dòng)對(duì)象的身高等尺寸信息，管理成本較高。因此，目前的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)在使用前，普遍存在穿戴繁瑣、易錯(cuò)，對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象管理成本高的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題或者至少部分地解決上述技術(shù)問題，本公開提供了一種動(dòng)作捕捉系統(tǒng)中傳感器的校準(zhǔn)方法及裝置。

本公開提供了一種動(dòng)作捕捉系統(tǒng)中傳感器的校準(zhǔn)方法，包括：基于預(yù)設(shè)的定位標(biāo)識(shí)生成校準(zhǔn)區(qū)域；其中，不同的所述校準(zhǔn)區(qū)域具有不同的標(biāo)識(shí)號(hào)；當(dāng)穿戴有多個(gè)傳感器的運(yùn)動(dòng)對(duì)象進(jìn)入任一所述校準(zhǔn)區(qū)域后，獲取所述傳感器的原始位置信息；根據(jù)各所述傳感器的原始位置信息，確定所述傳感器與所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的關(guān)鍵部位之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；將所述校準(zhǔn)區(qū)域的空間范圍與所述原始位置信息進(jìn)行匹配，并根據(jù)匹配結(jié)果將所述校準(zhǔn)區(qū)域的標(biāo)識(shí)號(hào)分配給所述傳感器和/或所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象；當(dāng)具有標(biāo)識(shí)號(hào)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象處于指定姿勢(shì)時(shí)，采集所述傳感器的目標(biāo)位置信息，并基于所述對(duì)應(yīng)關(guān)系和所述目標(biāo)位置信息，確定所述具有標(biāo)識(shí)號(hào)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象的初始參數(shù)；其中，所述初始參數(shù)用于輸入給動(dòng)作捕捉系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算。

進(jìn)一步，所述基于預(yù)設(shè)的定位標(biāo)識(shí)生成校準(zhǔn)區(qū)域，包括：將預(yù)設(shè)的定位標(biāo)識(shí)作為中心點(diǎn)，基于所述中心點(diǎn)和預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)半徑確定圓形區(qū)域，將所述圓形區(qū)域?qū)?yīng)的空間區(qū)域作為校準(zhǔn)區(qū)域。

進(jìn)一步，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象為人體，所述人體的關(guān)鍵部位包括：頭部、背部、左手腕部、右手腕部、左腿部、右腿部、左腳部和右腳部；所述根據(jù)各所述傳感器的原始位置信息，確定所述傳感器與所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的關(guān)鍵部位之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，包括：根據(jù)各所述傳感器的原始位置信息中的縱坐標(biāo)，將所述傳感器從高到低劃分為頭部對(duì)應(yīng)的傳感器、背部對(duì)應(yīng)的傳感器、手部對(duì)應(yīng)的傳感器、腿部對(duì)應(yīng)的傳感器和腳部對(duì)應(yīng)的傳感器；在兩個(gè)所述手部對(duì)應(yīng)的傳感器之間生成連線，將所述連線所在的豎直平面作為第一平面；將與所述第一平面垂直且經(jīng)過所述連線的中點(diǎn)的平面作為第二平面；針對(duì)所述手部對(duì)應(yīng)的傳感器、腿部對(duì)應(yīng)的傳感器和腳部對(duì)應(yīng)的傳感器，根據(jù)所述傳感器的原始位置信息中的橫坐標(biāo)與所述第二平面之間距離為正值或負(fù)值，劃分所述傳感器為左手腕部對(duì)應(yīng)的傳感器、右手腕部對(duì)應(yīng)的傳感器、左腿部對(duì)應(yīng)的傳感器、右腿部對(duì)應(yīng)的傳感器、左腳部對(duì)應(yīng)的傳感器和右腳部對(duì)應(yīng)的傳感器。