一种相对姿态的标定方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种相对姿态的标定方法、装置及系统。其中，方法包括获取固定在待标定应用场景一侧的深度相机，采集对象物体做刚体运动时的第一位移信息；获取与深度相机相对自由移动的惯性测量单元，在同一时间段采集的对象物体做刚体运动时的角速度及加速度，以获取对象物体在三维空间的第二位移信息；根据第一位移信息与第二位移信息，利用标定原理，计算得到深度相机与惯性测量单元的相对姿态旋转矩阵。整个相对姿态的标定过程易于操作、精度高、无需额外的标定辅助设备且为非接触式标定，有利于提升深度相机与惯性测量单元的相对姿态标定的效率与准确率。

Calibration method, device and system for relative attitude

The embodiment of the invention discloses a relative posture calibration method, device and system. The method includes obtaining fixed depth camera to be calibrated in application scenarios on one side, the first displacement information collection object to do the motion of rigid bodies; get the inertial measurement unit and depth camera move relatively freely, the object is collected at the same time the angular velocity and acceleration of rigid body motion, in order to obtain the displacement of second the information object in three-dimensional space; based on the first displacement information and second displacement information, using the calibration principle, the calculation of relative rotation matrix to get the depth camera and inertial measurement unit. The calibration process of the relative pose of easy operation, high precision, without additional calibration and calibration of auxiliary equipment for non contact, is conducive to enhance the efficiency of the calibration of relative attitude depth camera and inertial measurement unit and accuracy rate.

【技术实现步骤摘要】
一种相对姿态的标定方法、装置及系统
本专利技术实施例涉及体感交互
，特别是涉及一种相对姿态的标定方法、装置及系统。
技术介绍
随着计算机技术与互联网技术的迅猛发展，体感交互技术广泛应用于各行各业，例如体感游戏、人与机器人的交互等。体感交互技术中，准确捕捉人体姿态、动作等在一个统一的观察坐标系中的描述，是其他上层应用的关键。多传感信息融合理论和技术是提升人体姿态和动作捕捉的范围和精度等指标的有效途径。而传感器之间的相对位姿标定则是多传感信息融合的基础。在应用深度相机与惯性测量单元来捕捉人体动作进而远程操纵机器人时，为融合深度相机和惯性测量单元的传感数据需先标定两传感器坐标系之间的相对姿态，即使用深度相机与惯性测量单元结合捕获人体运动信息时，如何用简易的方法获取深度相机与惯性测量单元相对姿态的准确描述。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种相对姿态的标定方法、装置及系统，以提高标定深度相机与惯性测量单元相对姿态的准确性。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供以下技术方案：本专利技术实施例一方面提供了一种相对姿态的标定方法，包括：获取固定在待标定应用场景一侧的深度相机，采集对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相对姿态的标定方法，其特征在于，包括：获取固定在待标定应用场景一侧的深度相机，采集对象物体做刚体运动时的第一位移信息；获取与所述深度相机相对自由移动的惯性测量单元，在同一时间段采集的所述对象物体做刚体运动时的角速度及加速度，以获取所述对象物体在三维空间的第二位移信息；根据所述第一位移信息与所述第二位移信息，利用标定原理，计算得到所述深度相机与所述惯性测量单元的相对姿态旋转矩阵。

【技术特征摘要】
1.一种相对姿态的标定方法，其特征在于，包括：获取固定在待标定应用场景一侧的深度相机，采集对象物体做刚体运动时的第一位移信息；获取与所述深度相机相对自由移动的惯性测量单元，在同一时间段采集的所述对象物体做刚体运动时的角速度及加速度，以获取所述对象物体在三维空间的第二位移信息；根据所述第一位移信息与所述第二位移信息，利用标定原理，计算得到所述深度相机与所述惯性测量单元的相对姿态旋转矩阵。2.根据权利要求1所述的相对姿态的标定方法，其特征在于，还包括：根据所述相对姿态旋转矩阵，将所述深度相机与所述惯性测量单元的相对姿态按照预设的姿态表示方式进行转化。3.根据权利要求1所述的相对姿态的标定方法，其特征在于，所述惯性测量单元绑定于所述对象物体的运动部位。4.根据权利要求2所述的相对姿态的标定方法，其特征在于，所述根据所述相对姿态旋转矩阵，将所述深度相机与所述惯性测量单元的相对姿态按照预设的姿态表示方式进行转化包括：根据所述相对姿态旋转矩阵，将所述深度相机与所述惯性测量单元的相对姿态按照欧拉角姿态表示法进行转化，以实现旋转角、俯仰角和偏航角表示所述深度相机与所述惯性测量单元的相对姿态。5.根据权利要求3所述的相对姿态的标定方法，其特征在于，所述根据所述第一位移信息与所述第二位移信息，利用标定原理，计算得到所述深度相机与所述惯性测量单元的相对姿态旋转矩阵包括：基于刚体运动在不同笛卡尔测量坐标系下描述的不变性，根据所述第一位移信息与所述第二位移信息构造标定求解模型，利用最小二乘法求解所述标定求解模型，以得到所述深度相机与所述惯性测量单元的相对姿态旋转矩阵。6.根据权利要求1至4任意一项所述的相对姿态的标定方法，其特征在于，所述根据所述第一位移信息与所述第二位移信息，利用标定原理，计算得到所述深度相机与所述惯性测量单元的相对姿态旋转矩阵包括：根据多组所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱海飞，陈集辉，谷世超，管贻生，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44