【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及动作捕捉，尤其涉及一种kinect骨骼数据弥补方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、随着人机交互技术的快速发展，采用kinect体感设备捕捉肢体动作被广泛的应用于展览馆(博物馆、科学技术馆等)，娱乐场所、工业应用等人机交互的场景中，但是由于环境(光线、场地等)以及人体骨骼自身遮挡等因素，导致人体姿态识别过程中，骨骼数据的丢失，引起人体姿态识别准确率低的问题。
2、现有技术中，对于骨骼数据的丢失的问题，主要通过采用两台kinect捕捉数据，统一数据坐标后进行融合处理，该方法虽然一定程度上可以解决kinect骨骼丢失问题，但是两台kinect设备、数据传输速率、数据时间戳同步、数据坐标转换等设备及技术的引入，很大程度上限制着该方法在一般场景中的推广使用，采用基于rgb-d摄影机与惯性测量单元(imu)数据融合的动作捕捉系统，结合单目深度信息和惯性测量单元进行数据融合，引入动态阈值、权值分配、集成惯性测量技术和光学捕捉技术等，虽然一定程度实现不受环境影响的实现数据的弥补，但是对于骨骼自遮挡的问题并没有给具体的解决方法，该方法仍然存在一定程度上使用的局限性。
3、因此，亟需提出一种kinect骨骼数据弥补方法。以解决kinect体感设备人体姿态识别过程中，骨骼数据的丢失，引起人体姿态识别准确率低的问题。
技术实现思路
1、为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种kinect骨骼数据弥补方法、装置及设备，以解决相关技术中人体姿态识别准确率低的技术问题
2、本说明书一个或多个实施例提供了一种kinect骨骼数据弥补方法，包括以下步骤：
3、(1)根据kinect获取人体的骨骼点及对应追踪状态，遍历各骨骼点的追踪状态，确定所述追踪状态为未捕捉状态的第一骨骼点；
4、(2)计算所述第一骨骼点连续多帧的位移变化平均值；
5、(3)将所述位移变化平均值与所述第一骨骼点的前一帧时刻的位置数据求和获得对应骨骼点的第一位置数据；
6、(4)以预设骨骼点位置为参考坐标，计算所述第一骨骼点的旋转矩阵；
7、(5)将所述第一位置数据与所述旋转矩阵相乘获得第一骨骼点的弥补位置数据。
8、进一步地，还包括步骤：
9、根据遍历各骨骼点的追踪状态，确定所述追踪状态为不确定状态的骨骼点为第二骨骼点；
10、计算所述第二骨骼点连续多帧的位移变化平均值，并与预设变化阈值进行比较，若所述第二骨骼点位置与所述位移变化平均值的差值小于所述预设变化阈值，则所述第二骨骼点位置信息为合格数据，若不小于，则所述第二骨骼点的追踪状态为未捕捉状态，则作为第一骨骼点转至步骤(3)。
11、进一步地，所述旋转矩阵的计算包括：
12、以预设骨骼点位置为参考坐标，与当前帧时刻第一骨骼点位置形成参考向量，计算当前帧时刻骨骼位置的旋转矩阵r；
13、骨骼点方向向量记为dir，
14、dir＝posg-posa
15、dir′＝posb-posa；
16、其中，当前帧时刻预设骨骼点的参考坐标为posa，第一骨骼点位置坐标为posb，相邻骨骼点位置坐标为posg；
17、骨骼点方向向量归一化处理：
18、dir＝dir/‖dir‖
19、
20、参考方向向量归一化处理：
21、dir′＝dir′/‖dir′‖
22、
23、使用归一化的骨骼点方向向量得到骨骼点方向四元数：
24、
25、
26、其中，quat＝(qx,qy,qz,qw)为骨骼方向四元数，x、y、z为骨骼点位置的空间坐标，dir.x、dir.y、dir.z是归一化骨骼点方向向量分别在x、y、z轴上的分量，θ是关节方向向量与参考方向之间的角度，即
27、θ＝arccos(dir*dir′)；
28、则旋转矩阵r:
29、
30、进一步地，所述预设骨骼点位置为脊椎肩的骨骼点位置。
31、本说明书一个或多个实施例提供了一种kinect骨骼数据弥补装置，包括：
32、骨骼点确定模块，用于根据kinect获取人体的骨骼点数据；
33、遍历模块，用于遍历各骨骼点的追踪状态，确定所述追踪状态为未捕捉状态的第一骨骼点；
34、位移变化计算模块，用于计算所述第一骨骼点连续多帧的位移变化平均值；
35、位置数据计算模块，用于将所述位移变化平均值与所述第一骨骼点的前一帧时刻的位置数据求和获得对应骨骼点的第一位置数据；
36、旋转矩阵计算模块，用于以预设骨骼点位置为参考坐标，计算所述第一骨骼点的旋转矩阵；
37、数据弥补模块，用于将所述第一位置数据与所述旋转矩阵相乘获得第一骨骼点的弥补位置数据。
38、进一步地，还包括：
39、所述遍历模块，还用于遍历各骨骼点的追踪状态，确定所述追踪状态为不确定状态的骨骼点为第二骨骼点；
40、不确定状态骨骼点优化模块，用于计算所述第二骨骼点连续多帧的位移变化平均值，并与预设变化阈值进行比较，若所述第二骨骼点位置与所述位移变化平均值的差值小于所述预设变化阈值，则所述第二骨骼点位置信息为合格数据，若不小于，则所述第二骨骼点的追踪状态为未捕捉状态，则作为第一骨骼点通过位移变化计算模块、旋转矩阵计算模块和数据弥补模块获得弥补位置数据。
41、进一步地，所述旋转矩阵计算模块的计算包括：
42、以预设骨骼点位置为参考坐标，与当前帧时刻第一骨骼点位置形成参考向量，计算当前帧时刻骨骼位置的旋转矩阵r；
43、骨骼点方向向量记为dir，
44、dir＝posg-posa
45、dir′＝posb-posa；
46、其中，t帧时刻，参考坐标向量为posa，第一骨骼点位置坐标向量为posb，相邻骨骼点位置坐标向量为posg；
47、骨骼点方向向量归一化处理：
48、dir＝dir/‖dir‖
49、
50、参考方向向量归一化处理：
51、dir′＝dir′/‖dir′‖
52、
53、使用归一化的骨骼点方向向量得到骨骼点方向四元数：
54、
55、
56、其中，quat＝(qx,qy,qz,qw)为骨骼方向四元数，x、y、z为骨骼点位置的空间坐标，dir.x、dir.y、dir.z是归一化骨骼点方向向量分别在x、y、z轴上的分量，θ是关节方向向量与参考方向之间的角度，即
57、θ＝arccos(dir*dir′)；
58、则旋转矩阵r:
59、
60、进一步地，所述预设骨骼点位置为脊椎肩的骨骼点位置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Kinect骨骼数据弥补方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的Kinect骨骼数据弥补方法，其特征在于，还包括步骤：
3.如权利要求1所述的Kinect骨骼数据弥补方法，其特征在于，所述旋转矩阵的计算包括：
4.如权利要求3所述的Kinect骨骼数据弥补方法，其特征在于，所述预设骨骼点位置为脊椎肩的骨骼点位置。
5.一种Kinect骨骼数据弥补装置，其特征在于，包括：
6.如权利要求5所述的Kinect骨骼数据弥补装置，其特征在于，还包括：
7.如权利要求5所述的Kinect骨骼数据弥补装置，其特征在于，所述旋转矩阵计算模块的计算包括：
8.如权利要求7所述的Kinect骨骼数据弥补装置，其特征在于，所述预设骨骼点位置为脊椎肩的骨骼点位置。
9.计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述Kinect骨骼数据弥补方法。
10.计算机可
...【技术特征摘要】
1.一种kinect骨骼数据弥补方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的kinect骨骼数据弥补方法，其特征在于，还包括步骤：
3.如权利要求1所述的kinect骨骼数据弥补方法，其特征在于，所述旋转矩阵的计算包括：
4.如权利要求3所述的kinect骨骼数据弥补方法，其特征在于，所述预设骨骼点位置为脊椎肩的骨骼点位置。
5.一种kinect骨骼数据弥补装置，其特征在于，包括：
6.如权利要求5所述的kinect骨骼数据弥补装置，其特征在于，还包括：
7.如权利要求5所述的kinec...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭同欢，唐珂欣，牛智鹏，丁窍，辛昌浩，孙红亮，余松海，王振东，熊先锐，郭家壮，孟旭，郝亮，
申请(专利权)人：数字郑州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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