格斗机器人控制器关节动作捕捉方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术属于关节动作捕捉技术领域，尤其涉及一种格斗机器人控制器关节动作捕捉方法、装置、设备及介质。本发明专利技术的格斗机器人控制器关节动作捕捉方法，用可穿戴式动作捕捉设备识别人体的关节动作，可穿戴式动作捕捉设备包括穿戴件和上肢组件，另一端设置有用于在外力作用下带动上肢组件动作的操控部，上肢组件包括若干个依次连接的上肢部件，相邻两个上肢部件之间以可转动连接的方式形成关节，所述方法包括以下步骤：获取所述上肢组件中各相邻两关节之间的距离；获取上肢组件中各个关节转动的角位置；根据各个关节之间的距离和各个关节转动的角位置获取上肢组件的位置和姿态；根据上肢组件的位置和姿态获取人体的关节动作。本发明专利技术可快速准确的获得人体关节动作。快速准确的获得人体关节动作。快速准确的获得人体关节动作。

【技术实现步骤摘要】
格斗机器人控制器关节动作捕捉方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及关节动作捕捉
，尤其涉及一种格斗机器人控制器关节动作捕捉方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]关节动作捕捉技术在很多领域都有着重要应用，例如在电视互动游戏中，玩家可以通过关节动作来控制游戏中角色的动作。对此，相关游戏设备需要快速准确地识别出游戏参与者的关节动作来。又例如在对机器人的控制中，多采用按键的操控方式。但是按键操控的动作与机器人实际执行的动作之间差别很大，两种动作之间的对应关系很弱，因此操作起来十分不方便。对于格斗竞技机器人来说，操控动作和机器人实际执行动作之间差别过大容易降低用户的体验感，使用户无法沉浸在机器人格斗竞技比赛中。因此人们提出了采用手势控制的方式，机器人执行与操作者关节动作相同或者相近的动作。由于机器人执行的动作与操作者的手势一致，因此操作者对机器人的控制就像在控制自己的身体一样自然，这样就使用户的操作体验得到极大的提升，使用户可以完全沉浸在机器人格斗竞技比赛中。为了实现通过操作者的关节动作来控制机器人，需要准确地识别出操作者的关节动作，对此公开号为CN112405530A的专利提出了使用可穿戴摄像头来捕捉操作员手势的图像信息，然后结合模式识别方法分析手势的种类，并根据手势种类信息实现对机器人行为的控制。采用前述专利中的技术方案，需要采集包含操作手势的图像，并对图像进行分析处理后识别出操作员的手势，但是手势图像容易受到外界环境的干扰，因此关节动作捕捉的准确度较差。此外图像识别所需处理的数据量大，数据采集和处理的速度慢，并且图像处理的运算过程复杂，因此难以快速准确地获取到操作者的关节动作。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种格斗机器人控制器关节动作捕捉方法、装置、设备及介质，用于解决现有技术受环境干扰无法快速准确获取人体关节动作的技术问题。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：第一方面，本专利技术提供了一种格斗机器人控制器关节动作捕捉方法，用可穿戴式动作捕捉设备识别人体的关节动作，所述可穿戴式动作捕捉设备包括穿戴件和上肢组件，所述上肢组件一端与所述穿戴件可转动连接，另一端设置有用于在外力作用下带动上肢组件动作的操控部，所述上肢组件包括若干个依次连接的上肢部件，所述相邻两个上肢部件之间以可转动连接的方式形成关节，所述方法包括以下步骤：获取所述上肢组件中各相邻两关节之间的距离；获取所述上肢组件中各个关节转动的角位置；根据各个关节之间的距离和各个关节转动的角位置获取所述上肢组件的位置和姿态；根据所述上肢组件的位置和姿态获取人体的关节动作。
[0005]优选地，所述采用磁编码器对各个关节转动的角位置进行采样检测，所述获取所述上肢组件中各个关节转动的角位置还包括以下步骤：获取各个关节转动角位置的第一极值和第二极值；判断采样检测过程中是否存在过零；根据判断结果、第一极值、第二极值和采样检测所检测到的当前采样值获取各个关节转动的角位置。
[0006]优选地，在所述根据判断结果、第一极值、第二极值和采样检测所检测到的当前采样值获取各个关节转动的角位置之前还包括：对采样检测所检测到的当前采样值进行滤波消抖。
[0007]优选地，所述根据判断结果、第一极值、第二极值和样检测所检测到的当前采样值获取各个关节转动的角位置还包括以下步骤：选择第一极值和第二极值中的一个作为起始值；根据所述判断结果和所选择的起始值以及当前采样值与第一极值和第二极值之间的大小关系确定目标采样值；根据目标采样值和起始值确定各个关节转动的角位置。
[0008]优选地，所述根据各个关节之间的距离和各个关节转动的角位置获取所述上肢组件的位置和姿态还包括以下步骤：以穿戴件所在坐标系作为定系，选取上肢组件中的一个上肢部件作为末端执行器；根据各个关节之间的距离和各个关节转动的角位置获取由末端执行器到穿戴件的变换矩阵；根据由穿戴件到末端执行器的变换矩阵得到所选取的上肢部件在定系中的位置和姿态；重复前述步骤直到获取所有上肢部件在定系中的位置和姿态。
[0009]优选地，所述方法包括以下步骤：检测上肢组件末端的实际位置和姿态；根据上肢组件末端的实际位置和姿态对上肢组件的位置和姿态进行修正。
[0010]优选地，各个所述关节设置有阻力装置，所述阻力装置用于施加阻碍关节转动的阻力，所述方法还包括以下步骤；获取机器人受到击打后所产生的击打信号；根据所述击打信号确定用于施加阻力的目标阻力装置；根据所述击打信号控制所述目标阻力装置施加阻碍关节转动的阻力。
[0011]第二方面本专利技术还提供了一种格斗机器人控制器关节动作捕捉装置，用可穿戴式动作捕捉设备识别人体的关节动作，所述可穿戴式动作捕捉设备包括穿戴件和上肢组件，所述上肢组件一端与所述穿戴件可转动连接，另一端设置有用于在外力作用下带动上肢组件动作的操控部，所述上肢组件包括若干个依次连接的上肢部件，所述相邻两个上肢部件之间以可转动连接的方式形成关节，所述装置包括：关节间距离获取模块，所述关节间距离获取模块用于获取所述上肢组件中各相邻两关节之间的距离；
关节转动角位置获取模块，所述关节转动角位置获取模块用于获取所述上肢组件中各个关节转动的角位置；上肢组件位姿获取模块，所述上肢组件位姿获取模块用于根据各个关节之间的距离和各个关节转动的角位置获取所述上肢组件的位置和姿态；人体关节动作获取模块，所述人体关节动作获取模块用于根据所述上肢组件的位置和姿态获取人体的关节动作。
[0012]第三方面，本专利技术还提供了一种格斗机器人控制器关节动作捕捉设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现第一方面所述的方法。
[0013]第四方面，本专利技术还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面所述的方法。
[0014]有益效果：本专利技术的格斗机器人控制器关节动作捕捉方法、装置、设备及介质通过获取可穿戴式动作捕捉设备的上肢组件中各个关节转动的角位置和各个关节之间的距离来获取上肢组件的位置和姿态，由于上肢组件随操作者的上肢一起运动，因此通过上肢组件的位置和姿态可以获得操作上肢的关节动作。由于上肢组件各个关节之间的距离不会改变，因此本方法只需要实时检测上肢组件上各个关节转动的角度数据，就可以获取到操作者上肢的运动情况，其所需要实时采集的数据量很小，数据传输快，数据处理量小。并且前述检测操作者肢体运动的方式来不会受到外界环境的影响，也不会因为障碍物的遮挡而造成无法获取到操作者上肢关节动作的情况。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，这些均在本专利技术的保护范围内。
[0016]图1为本专利技术的关节动作捕捉方法的流程图示意图；图2为本专利技术获取各个关节转动角位置的方法的流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.格斗机器人控制器关节动作捕捉方法，其特征在于，用可穿戴式动作捕捉设备捕捉人体的关节动作，所述可穿戴式动作捕捉设备包括穿戴件和上肢组件，所述上肢组件一端与所述穿戴件可转动连接，另一端设置有用于在外力作用下带动上肢组件动作的操控部，所述上肢组件包括若干个依次连接的上肢部件，相邻两个所述上肢部件之间以可转动连接的方式形成关节，所述方法包括以下步骤：获取所述上肢组件中各相邻两关节之间的距离；获取所述上肢组件中各个关节转动的角位置；根据各个关节之间的距离和各个关节转动的角位置获取所述上肢组件的位置和姿态；根据所述上肢组件的位置和姿态获取人体的关节动作。2.根据权利要求1所述的格斗机器人控制器关节动作捕捉方法，其特征在于，采用磁编码器对各个关节转动的角位置进行采样检测，所述获取所述上肢组件中各个关节转动的角位置还包括以下步骤：获取各个关节转动角位置的第一极值和第二极值；判断采样检测过程中是否存在过零；根据判断结果、第一极值、第二极值和采样检测所检测到的当前采样值获取各个关节转动的角位置。3.根据权利要求2所述的格斗机器人控制器关节动作捕捉方法，其特征在于，在根据判断结果、第一极值、第二极值和采样检测所检测到的当前采样值获取各个关节转动的角位置之前还包括：对采样检测所检测到的当前采样值进行滤波消抖。4.根据权利要求2所述的格斗机器人控制器关节动作捕捉方法，其特征在于，所述根据判断结果、第一极值、第二极值和采样检测所检测到的当前采样值获取各个关节转动的角位置还包括以下步骤：选择第一极值和第二极值中的一个作为起始值；根据所述判断结果和所选择的起始值以及当前采样值与第一极值和第二极值之间的大小关系确定目标采样值；根据目标采样值和起始值确定各个关节转动的角位置。5.根据权利要求1所述的格斗机器人控制器关节动作捕捉方法，其特征在于，所述根据各个关节之间的距离和各个关节转动的角位置获取所述上肢组件的位置和姿态还包括以下步骤：以穿戴件所在坐标系作为定系，选取上肢组件中的一个上肢部件作为末端执行器；根据各个关节之间的距离和各个关节转动的角位置获取由末端执行器到穿戴件的变换矩阵；根据由...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓朝阳，陈东东，王陈正志，招俊健，关健泳，
申请(专利权)人：深圳市工匠社科技有限公司，
类型：发明
国别省市：