【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉标志物的低成本动作捕捉方法
本专利技术涉及动作捕捉领域，具体涉及一种基于视觉标志物的低成本动作捕捉方法。
技术介绍
动作捕捉(MOCAP)系统在电影电视特效行业，游戏行业，医疗康复与矫正行业，教育行业等都有应用需求，但是由于目前动作捕捉技术的限制，市面上常见的动作捕捉设备由于其价格、捕捉精度、安装难易程度等方面各有不足，并不能很好地满足各行业的需求。目前常见的动态捕捉方法有基于红外或激光的光学动作捕捉技术，光学式动作捕捉依靠一整套精密而复杂的光学摄像头来实现，它通过计算机视觉原理，由多个高速摄像机从不同角度对目标特征点进行跟踪来完成全身的动作的捕捉。其缺点在于成本高昂、标定困难且当目标被遮挡时无法进行工作。基于电磁的动作捕捉技术通过测量每台发射器和接收器的三个正交线圈的磁通量来计算目标位置和方向。磁系统只需要光学设备三分之二的标记物。电磁式动作捕捉系统的一个缺点是标记物容易受到周围金属物体以及电源所释放的磁电干扰的影响，而这种磁电干扰会导致系统容易出错，并且需要较多的数据清理和专业操作技术，导致使用空间受限，并且...
【技术保护点】
1.一种基于视觉标志物的低成本动作捕捉方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1，布设用于动作捕捉的环境：选择一个合适的空间，在该空间内布设用于动作捕捉的视觉标志物，测定视觉标志物在世界坐标系下的位姿数据；/n步骤S2，将数据采集模块固定在有动作捕捉需求的对象的各个节点上；/n所述数据采集模块包括惯性测量单元、摄像头、数据存储单元、通信单元、电池，其中惯性测量单元获取陀螺仪和加速度计原始数据，摄像头用于拍摄环境图像，惯性测量单元和摄像头采集到的数据存储在数据储存单元，或者由通信单元通过无线信号传输的方式集中发送到同一台计算机中进行存储，通信单元用于接受计算机发出的指令进行...
【技术特征摘要】
1.一种基于视觉标志物的低成本动作捕捉方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，布设用于动作捕捉的环境：选择一个合适的空间，在该空间内布设用于动作捕捉的视觉标志物，测定视觉标志物在世界坐标系下的位姿数据；
步骤S2，将数据采集模块固定在有动作捕捉需求的对象的各个节点上；
所述数据采集模块包括惯性测量单元、摄像头、数据存储单元、通信单元、电池，其中惯性测量单元获取陀螺仪和加速度计原始数据，摄像头用于拍摄环境图像，惯性测量单元和摄像头采集到的数据存储在数据储存单元，或者由通信单元通过无线信号传输的方式集中发送到同一台计算机中进行存储，通信单元用于接受计算机发出的指令进行启动、时间同步、结束采集，电池用于供电；
步骤S3，获取被捕捉对象各个节点的位姿信息，并对各个数据采集模块获取到的数据进行数据融合处理，得到被捕捉对象各个节点的位姿信息。
2.如权利要求1所述的一种基于视觉标志物的低成本动作捕捉方法，其特征在于：步骤1中所述视觉标志物为二维码。
3.如权利要求1所述的一种基于视觉标志物的低成本动作捕捉方法，其特征在于：步骤1中利用全站仪测定每一个视觉标志物在世界坐标系下的位置和姿态，其中世界坐标系是不随被捕捉对象的运动而变化的。
4.如权利要求1所述的一种基于视觉标志物的低成本动作捕捉方法，其特征在于：步骤S3的具体实现方式如下，
首先，定义以下坐标系：世界坐标系是指运动捕捉对象的运动的参考坐标系，记为e系；对于第i个数据采集模块，i＝1,2,3…n，定义相机坐标系ci系、惯性测量单元量测值所在的坐标系bi系、数据采集模块坐标系mi系，相机坐标系ci系原点位于当前第i个数据采集模块上的摄像头的光学中心，x轴沿摄像头镜头方向向右，y轴沿镜头方向向下，z轴沿镜头方向向后；与相机坐标系紧密联系的是像平面坐标系，像平面坐标系是一种二维平面坐标系(u，v)，其观测量以像素为单位，该坐标系的原点位于影像左上角，x轴沿影像的上边缘向右，y轴沿影像的左边缘向下；第i个数据采集模块的惯性测量单元量测值所在坐标系bi系原点在IMU中心，x轴沿数据采集模块向前，y轴沿数据采集模块向右，z轴垂直向下；数据采集模块坐标系mi系与惯性测量单元量测值所在的坐标系bi系重合；
1)在初始时刻，数据采集模块的摄像头获取图像数据，对第一帧图像数据进行畸变校正得到无畸变的环境图像；然后利用图像处理算法检测畸变校正后图像中是否含有视觉标...
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