一种用于滑雪运动的动作捕捉的方法和设备技术

本发明专利技术提供一种用于滑雪运动的动作捕捉的方法和设备，设备包括：五个惯性测量单元，分别安装在右侧大腿处

【技术实现步骤摘要】
一种用于滑雪运动的动作捕捉的方法和设备


[0001]本专利技术涉及运动数据采集设备
，具体涉及一种用于滑雪运动的动作捕捉的方法和设备
。

技术介绍

[0002]滑雪项目主要分为三个阶段，首先是滑行阶段，在该阶段中，运动员需要通过调整走线及立刃方式以获取适宜的起跳点；其次是起跳阶段，在该阶段中，运动员需要通过一系列起跳动作来获取足够的转动惯量及转动能以完成所选技术动作；最后是飞行阶段，在该阶段中，运动员需要准确地完成特定动作以获取较高的得分，可以看出，滑雪不同阶段的侧重点不尽相同
。
[0003]在现今的训练体系中，主要是通过教练员言传身教以帮助运动员打破不同阶段的技术壁垒，但对于教练员来说，指导运动员不同阶段动作优化缺乏系统科学的数据支撑，更多的是依靠教练员自身的经验；而对于运动员来说，如何精准地调整和修改自身的技术错误也缺乏相关的科学指标
。
随着时代与科技的发展，如何通过科学技术助力运动训练并提升运动员的运动表现一直也是人们重点研究的
，这意味着将新兴科技与运动训练结合是大势所趋
。
因此，当下急需一种科学的智能训练系统来辅助运动队准确
、
定量
、
高效
、
全面地开展技术动作测量及分析，通过分析运动员在做某些特定动作过程中的生理学
、
运动学
、
动力学与肌肉力学参数，来帮助运动员进行专项动作优化并对其体能训练提供指导建议
。
[0004]因此，现有技术存在不足，需要进一步改进
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种用于滑雪运动的动作捕捉的方法和设备
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的具体方案如下：
[0007]本专利技术提供一种用于滑雪运动的动作捕捉设备，包括：
[0008]五个惯性测量单元，分别安装在右侧大腿处
q
ru_raw
、
右侧小腿处
q
rl_raw
、
左侧大腿处
q
lu_raw
、
左侧小腿处
q
ll_raw
、
背部中央处
q
sp_raw
；
[0009]上述惯性测量单元将检测的数据经过运算后输入到渲染引擎，还原运动员的滑雪动作
。
[0010]进一步地，所述数据为四元数
。
[0011]进一步地，所述渲染引擎为：
Unity、Unreal、CryEngine。
[0012]本专利技术还一种滑雪运动的动作捕捉的方法，采用上述动作捕捉设备，该动作捕捉方法包括如下步骤：
[0013]S1
，分别在人体的右侧大腿处
q
ru_raw
、
右侧小腿处
q
rl_raw
、
左侧大腿处
q
lu_raw
、
左侧小腿处
q
ll_raw
、
背部中央处
q
sp_raw
安装一个惯性测量单元，获取对应的原始的四元数数据，将这
些四元数统一记为
q
x_raw
；
[0014]S2
，在校准姿势下，获取五个惯性测量单元的数据，设为校准数值，记录为
q
x_calib
；
[0015]S3
，用
S2
获取的校准数值对原始的四元数数据进行校准，获取新的四元数数据；
[0016]S4
，将步骤
S3
获取的校准后的四元数数据，换算为关节运动数据；
[0017]S5
，将步骤
S4
获取的关节运动数据，输入到渲染引擎中，模拟运动员的动作
。
[0018]进一步地，步骤
S4
中，将校准后的四元数数据，换算为关节运动数据包括：
[0019]S401
，通过位于关节两端的惯性测量单元计算此关节的关节运动数据
[0020]S402
，将关节运动数据从左手系转换为右手系；
[0021]S403
，将步骤
S402
转换后的关节运动数据转换为
ZYX
欧拉角；
[0022]S404
，将
S403
中的
ZYX
欧拉角转换为四元数
Q
；
[0023]S405
，将
S404
中四元数
Q
通过转换公式转换为新的欧拉角；
[0024]S406
，将步骤
S405
生成的欧拉角转换为新的四元数
。
[0025]进一步地，步骤
S3
中的校准公式如下：
[0026][0027]其中，
q
x
是校准后的四元数数据
。
[0028]进一步地，步骤
S4
中的关节运动数据包括如下位置：
[0029]右髋关节
q
′
ru
、
右膝关节
q
′
rl
、
左髋关节
q
′
lu
、
左膝关节
q
′
ll
、
背部中央
q
′
sp
、
右肩关节右肘关节右腕关节左肩关节左肘关节左腕关节头部
q
′
hd
、
腰部中心
q
′
hp
。
[0030]采用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：
[0031]能够借助五个传感器获取数据，经过运算后输入渲染引擎，还原运动员的滑雪动作，设备简单，成本低
。
附图说明
[0032]图1是本专利技术的惯性测量单元安装位置示意图；
[0033]图2是本专利技术的关节位置示意图；
[0034]图3是本专利技术的整体流程图；
[0035]图4是本专利技术的数据换算流程图
。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明
。
可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定
。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构
。
[0037]在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于滑雪运动的动作捕捉设备，其特征在于，包括：五个惯性测量单元，分别安装在右侧大腿处
q
ru_raw
、
右侧小腿处
q
rl_raw
、
左侧大腿处
q
lu_raw
、
左侧小腿处
q
ll_raw
、
背部中央处
q
sp_raw
；上述惯性测量单元将检测的数据经过运算后输入到渲染引擎，还原运动员的滑雪动作
。2.
根据权利要求1所述的用于滑雪运动的动作捕捉设备，其特征在于，所述数据为四元数
。3.
根据权利要求1所述的用于滑雪运动的动作捕捉设备，其特征在于，所述渲染引擎为：
Unity、Unreal、CryEngine。4.
一种滑雪运动的动作捕捉的方法，采用权利要求1‑3任意一项所述的动作捕捉设备，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1
，分别在人体的右侧大腿处
q
ru_raw
、
右侧小腿处
q
rl_raw
、
左侧大腿处
q
lu_raw
、
左侧小腿处
q
ll_raw
、
背部中央处
q
sp_raw
安装一个惯性测量单元，获取对应的原始的四元数数据，将这些四元数统一记为
q
x_raw
；
S2
，在校准姿势下，获取五个惯性测量单元的数据，设为校准数值，记录为
q
x_calib
；
S3
，用
S2
获取的校准数值对原始的四元数数据进行校准，获取新的四元数数据；
S4
，将步骤
S3
获取的校准后的四元数数据，换算为关节运动数据；
S5
，将步骤
S4
获取的关节运动数据，输入到渲染引擎中，模拟运动员的动作
。5.
根据权利要求4所述的用于滑雪运动的动作捕捉的方法，其特征在于，步骤
S4
中，将校准后的四元数数据，换算为关节运动数据包括：
S401

【专利技术属性】
技术研发人员：艾韬，马捷，郑颖聪，
申请(专利权)人：深圳市前海动竞体育科技有限公司，
类型：发明
国别省市：