一种三维运动姿态捕捉方法、装置、处理设备及系统制造方法及图纸

本公开涉及一种三维运动姿态捕捉方法、装置、处理设备及系统，该方法由处理设备执行，处理设备与固定于运动物体的运动节点上传感器相连；方法包括：当运动物体处于指定姿态时，获取多个传感器采集的原始运动数据；将原始运动数据转换为节点空间数据；节点空间数据包括运动节点的位置和旋转角度；对节点空间数据进行运动姿态分析，得到姿态数据；其中，姿态数据用于表示运动物体的指定姿态；对姿态数据进行三维模型渲染，得到运动物体的姿态显示结果。本公开能够降低硬件成本，扩大应用场景，提升运动数据的准确性。动数据的准确性。动数据的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种三维运动姿态捕捉方法、装置、处理设备及系统


[0001]本公开涉及动作捕捉
，尤其涉及一种三维运动姿态捕捉方法、装置、处理设备及系统。

技术介绍

[0002]随着科学技术的进步与发展，将智能的辅助训练设备应用于运动捕捉已成为一种主流趋势。利用辅助训练设备，一方面，对运动员等从业人员进行运动姿态的监控、分析，以制定出更科学合理的训练方法；另一方面，通过模拟真实的运动场景既能够体现节能环保的特征，又能够突破环境方面的限制，从而确保运动员能够在更短暂的时间里面提升自身的竞技水准和职业技能。
[0003]光学式运动捕捉系统作为一种辅助训练设备，通过对运动目标上特定光点的监视和跟踪来完成运动捕捉的任务。常见的光学式运动捕捉大多基于计算机视觉原理，使用多个相机对指定场地内的运动物体进行连续拍摄。其中，运动物体要求在关键部位处设置标志或发光点(称为“Marker”)；而且，为了得到准确的运动轨迹，相机应有较高的拍摄速率，一般要达到每秒60帧以上。
[0004]上述光学式运动捕捉系统虽然可以捕捉实施运动，但是价格昂贵，数据处理(包括Marker的识别、跟踪、空间坐标的计算等处理)的工作量较大，对于场地的光照、反射情况有较高要求。特别是当运动复杂时，不同部位的Marker会发生交叉、遮挡、混淆，因此产生错误结果，影响之后的动作分析，这时需要人工或算法干预弥补，导致数据精度较低，结果失真。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种三维运动姿态捕捉方法、装置、处理设备及系统。
[0006]本公开提供了一种三维运动姿态捕捉方法，所述方法由处理设备执行，所述处理设备与固定于运动物体的运动节点上传感器相连；所述方法包括：当所述运动物体处于指定姿态时，获取多个传感器采集的原始运动数据；将所述原始运动数据转换为节点空间数据；所述节点空间数据包括所述运动节点的位置和旋转角度；对所述节点空间数据进行运动姿态分析，得到姿态数据；其中，所述姿态数据用于表示所述运动物体的所述指定姿态；对所述姿态数据进行三维模型渲染，得到所述运动物体的姿态显示结果。
[0007]进一步，所述方法还包括：获取姿态数据序列；其中，所述姿态数据序列是所述运动物体在多种不同的所述指定姿态下的连续的姿态数据；根据预设的训练类型对所述姿态数据序列进行姿态评估，得到姿态评估结果。
[0008]进一步，所述对所述姿态数据进行三维模型渲染，包括：根据预设的参考工具对所述姿态数据进行三维模型渲染；其中，所述参考工具包括：3D模型工具、分析图表工具和人体辅助线条工具中的一种或多种。
[0009]进一步，所述处理设备通过数据收发器与所述传感器相连，所述获取多个传感器
采集的原始运动数据，包括：通过所述传感器采集所述运动节点的原始运动数据，并将所述原始运动数据传输给所述数据收发器；通过所述数据收发器将所述原始运动数据传输给所述处理设备。
[0010]进一步，所述数据收发器还与充电盒相连，且所述充电盒用于为所述数据收发器供电。
[0011]进一步，所述传感器通过绑带固定于运动物体的运动节点上。
[0012]本公开还提供了一种三维运动姿态捕捉装置，所述装置应用于处理设备，所述处理设备与固定于运动物体的运动节点上传感器相连；所述装置包括：数据获取模块，用于当所述运动物体处于指定姿态时，获取多个传感器采集的原始运动数据；数据转换模块，用于将所述原始运动数据转换为节点空间数据；所述节点空间数据包括所述运动节点的位置和旋转角度；姿态分析模块，用于对所述节点空间数据进行运动姿态分析，得到姿态数据；其中，所述姿态数据用于表示所述运动物体的所述指定姿态；姿态渲染模块，用于对所述姿态数据进行三维模型渲染，得到所述运动物体的姿态显示结果。
[0013]本公开还提供了一种处理设备，所述设备包括：处理器和存储装置；所述存储装置上存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行上述方法。
[0014]本公开还提供了一种三维运动姿态捕捉系统，所述系统包括上述的处理设备，还包括与所述处理设备相连的多个传感器，且所述传感器固定于运动物体的运动节点上。
[0015]本公开还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行上述方法的步骤。
[0016]本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0017]本公开实施例提供了一种三维运动姿态捕捉方法、装置、处理设备及系统，当运动物体处于指定姿态时，首先获取多个传感器采集的原始运动数据，并将原始运动数据转换为节点空间数据；然后对节点空间数据进行运动姿态分析，得到表示运动物体的指定姿态的姿态数据；最后对姿态数据进行三维模型渲染，得到运动物体的姿态显示结果。上述方法是借助于处理设备、传感器等低成本、易部署的常规硬件实现的，不但降低了成本，而且可在任何环境中使用，应用场景广泛；通过运动姿态分析、三维模型渲染等数据处理过程，能够更加方便快捷地计算分析运动数据，为运动捕捉训练系统提供了更加安全、可靠的方案，改善了现有技术运动数据不准确、环境要求苛刻等问题。
附图说明
[0018]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0019]为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本公开实施例提供的一种三维运动姿态捕捉系统的结构示意图；
[0021]图2为本公开实施例提供的一种运动物体的示意图；
[0022]图3为本公开实施例提供的一种三维运动姿态捕捉方法的流程图。
具体实施方式
[0023]为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0025]目前，光学式运动捕捉系统作为一种辅助训练设备，通过对运动物体上特定光点(称为“Marker”)的监视和跟踪来完成运动捕捉的任务。常见的光学式运动捕捉大多基于计算机视觉原理，对于空间中的一个点，只要它能同时为两部相机所见，则可以根据同一时刻两部相机所拍摄的图像和相机参数，确定这一时刻该点在空间中的位置。当相机以足够高的速率连续拍摄时，从图像序列中就可以得到该点的运动轨迹。
[0026]一种典型的光学动作捕捉训练系统是指，使用多个相机环绕场地内排列，这些相机的视野重叠区域就本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维运动姿态捕捉方法，其特征在于，所述方法由处理设备执行，所述处理设备与固定于运动物体的运动节点上传感器相连；所述方法包括：当所述运动物体处于指定姿态时，获取多个传感器采集的原始运动数据；将所述原始运动数据转换为节点空间数据；所述节点空间数据包括所述运动节点的位置和旋转角度；对所述节点空间数据进行运动姿态分析，得到姿态数据；其中，所述姿态数据用于表示所述运动物体的所述指定姿态；对所述姿态数据进行三维模型渲染，得到所述运动物体的姿态显示结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取姿态数据序列；其中，所述姿态数据序列是所述运动物体在多种不同的所述指定姿态下的连续的姿态数据；根据预设的训练类型对所述姿态数据序列进行姿态评估，得到姿态评估结果。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述姿态数据进行三维模型渲染，包括：根据预设的参考工具对所述姿态数据进行三维模型渲染；其中，所述参考工具包括：3D模型工具、分析图表工具和人体辅助线条工具中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理设备通过数据收发器与所述传感器相连，所述获取多个传感器采集的原始运动数据，包括：通过所述传感器采集所述运动节点的原始运动数据，并将所述原始运动数据传输给所述数据收发器；通过所述数据收发器将所述原始运动数据传输给所述处理设备。5.根据权利要求4所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珂玮，顾永飞，刘昊扬，戴若犁，
申请(专利权)人：北京诺亦腾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：