一种肢体姿势识别方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种肢体姿势识别方法及系统，所述方法包括如下步骤：步骤A，分别获取肢体多个部位的运动参数以及硬件设备的感应参数；步骤B，根据比较肢体各部位的运动参数之间的角度差值而得到肢体的位置变化信息；步骤C，根据肢体的位置变化信息与硬件设备的感应参数之间的角度差值而确定肢体相对于硬件设备的运动信息；步骤D，对肢体相对于硬件设备的运动信息进行识别作为监控信息输出。本发明专利技术提供的肢体姿势识别技术采用传感器器件进行肢体姿势的识别，同时也可以外接光学设备辅助监测肢体相对于硬件设备的位置；本发明专利技术提供的肢体姿势识别方法及系统增强了肢体姿势识别的速度，且能够同时对肢体的不同部位进行识别，具有一定的灵活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种肢体姿态与位置的感知方法，具体涉及一种感知肢体姿势并对其进行识别的方法及系统。
技术介绍
近年来，随着多媒体技术的普及与发展，人们在对新型人机交互技术进行不懈的探索。使用肢体、手势等直观的方式完成计算机的操作，已成为一个技术热点。而人的肢体又是一种复杂的执行机制，其灵活度高、表现力丰富且可以完成精细的操作，但这些特性也使其姿态的识别与跟踪成为计算机研究中的重大挑战。因此，通过各种高科技手段实现的方便、先进、可靠的人机交互系统迎刃而生，很多畅销的电子产品也是由于出色的人机交互手段而产生巨大的经济效益。比如任天堂的WII游戏机，其人机交互手段采取了通过游戏机遥控器内部的加速度(倾角)传感器介入人和游戏的交互方式，从而战胜了其他技术，突出了任天堂技术的先进；而SONY公司的 PLAYSTATION III、微软公司的X-BOX以及美国APPLE公司的IPHONE、IPAD，其成功很大程度上也是由于其产品的人机交互手段的先进，比如其接触屏幕界面的电容传感器和画面横竖切换的加速度传感器(倾角)等。当前，手势识别技术作为人类和计算机之间的交流手段而应用于智能机器人、 计算机、游戏机、手机、显示器、自动控制系统、生产技术等各种领域。来自微软公司的 US20100199228A1 (公开日为2010年8月5日)提供了利用深度摄像头捕获并分析用户的身体姿态，并将其解释为计算机命令的方案。来自Nintendo公司的US20080291160A1 (公开日为2008年11月27日)提供了利用红外传感器和加速度传感器捕获用户手部位置的方案。此外，现有技术中还有利用数据手套来辅助对手部姿态的识别的方案。这些方案实现了对手部运动的识别，但也存在着各种不足，而且价格相当昂贵。来自松下电器产业株式会社的CN1276572A提供了使用摄像头对手部进行拍照，然后对图像进行归一化分析，并将归一化得到的图像进行空间投影，并将所得的投影坐标与预先存储的图像的投影坐标进行比较。该方法比较直观，但需要经过复杂的数学计算过程，且无法对手部的空间位置进行识别与跟踪。而近期(2011年10月20日)在英国《每日电讯报》上报导的微软公司研制的新一代体感传感器，其工作方式是把墙壁、汽车、甚至手掌作为人机交互的触摸屏幕。微软研究人员研制的新一代KINECT体感传感器，可以追踪从人的胳膊到墙壁的运动，其原理是在人的肩头使用光学投影仪器，使人手在墙壁等平面的影像当作虚拟计算机键盘。美国卡内基梅隆大学的0MNIT0UCH也使用了类似原理。这些貌似先进的手段，其原理都是通过摄像机等光学设备拍摄人类手部的活动而得到手部的运动图像，然后通过计算机主机进行图像处理，从而识别手部特定部分的一连串的特定活动，由计算机主机执行基于由手势识别装置识别到的手势虚拟光标而进行各种处理。但是，在应用上却存在很多局限性，很多情况下他们的应用不是很方便，例如，当2只手相对光源重叠、2只手不在同一平面、或者是2只手垂直光源、没有光滑平面的时候等等大多数的现实情况下，上述“先进”技术也无法使用；另外，通过图像识别一个姿势的时间往往较长，至少需要10多秒钟，而对于动态姿势的识别则需要更长的时间，这对于高效率、快节奏的现代人来说无疑是一种折磨。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种肢体姿势识别方法及系统，本专利技术提供的系统能够感知肢体姿势并对其进行识别，从而实现人机交互。本专利技术为了解决上述技术问题，公开了一种肢体姿势识别方法，所述方法包括如下步骤步骤A，分别获取肢体多个部位的运动参数以及硬件设备的感应参数；步骤B，根据比较肢体各部位的运动参数之间的角度差值而得到肢体的位置变化信息；步骤C，根据肢体的位置变化信息与硬件设备的感应参数之间的角度差值而确定肢体相对于硬件设备的运动信息；步骤D，对肢体相对于硬件设备的运动信息进行识别作为监控信息输出。进一步，所述方法还包括在步骤A之前利用光学设备辅助监测肢体相对于硬件设备的位置。进一步，所述肢体的位置变化信息为肢体各部位在运动状态下的空间位置信息。进一步，所述硬件设备的感应参数为外部触发硬件设备时触发点的位置信息。进一步，所述肢体多个部位的运动参数是指肢体各部位在具有3个自由度、6个自由度或9个自由度的空间运动参数。进一步，所述肢体各部位的运动参数之间的角度差值为肢体各部位运动参数的同一自由度之间的角度差值。进一步，所述肢体的位置变化信息与硬件设备的感应参数之间的角度差值为同一自由度之间的角度差值。本专利技术还公开了一种肢体姿势识别系统，所述系统包括微处理器、数据传输模块、处于肢体上不同部位的多个第一传感器模块以及处于硬件设备上的第二传感器模块， 其中，所述多个第一传感器模块，用于分别获取肢体上不同部位的运动参数； 所述第二传感器模块，用于获取硬件设备的感应参数；所述微处理器，用于计算处于肢体上不同部位的各第一传感器模块获取的运动参数之间的角度差值，然后根据计算出的角度差值而得到肢体的位置变化信息，并根据肢体的位置变化信息计算与第二传感器模块获取的硬件设备的感应参数之间的角度差值，从而确定肢体相对于硬件设备的运动信息；所述数据传输模块，用于将所述微处理器计算的肢体相对于硬件设备的运动信息作为监控信息输出。进一步，所述系统还包括用于辅助监测肢体相对于硬件设备位置的光学设备。进一步，所述多个第一传感器模块分别置于肢体的手指处、手背或手腕处、手臂处、以及脖子或胸前处。进一步，所述多个第一传感器模块和第二传感器模块通过导线与所述微处理器相连接。进一步，所述多个第一传感器模块和第二传感器模块分别包括用于检测在空间具有3个自由度、6个自由度或9个自由度的运动参数的多自由度传感器。进一步，所述多个第一传感器模块分别包括用于获取肢体运动参数的第一传感器、用于将第一传感器获取的运动参数传输至微处理器的无线数据传输单元以及为所述第一传感器和无线数据传输单元提供工作电压的能源单元。进一步，所述能源单元为电池或是可充电电池。进一步，所述电池或是可充电电池采用能够获取外部环境中能量的材料制成，所述材料包括压电材料、磁致伸缩材料、光敏材料、热敏材料和热电转换材料中的一种或几种。进一步，所述第二传感器模块包括用于获取外部触发硬件设备时触发点位置信息的第二传感器。进一步，所述第一传感器和第二传感器分别为用于检测在空间具有3个自由度、6 个自由度或9个自由度的运动参数的多自由度传感器。进一步，所述检测在空间具有3个自由度运动参数的传感器为3个自由度的磁场传感器或3个自由度的加速度传感器。进一步，所述检测在空间具有6个自由度运动参数的传感器为3个自由度的磁场传感器以及3个自由度的加速度传感器的组合。进一步，所述检测在空间具有9个自由度运动参数的传感器为3个自由度的磁场传感器、3个自由度的加速度传感器以及3个自由度的旋转传感器的组合。采用上述本专利技术技术方案的有益效果是本专利技术提供的肢体姿势识别系统，采用传感器器件进行肢体姿势的识别，同时也可以外接光学设备辅助监测肢体相对于硬件设备的位置，通过传感器感知肢体姿势并对其进行识别，从而实现人机交互功能；通过本专利技术提供的肢体姿势识别方法及系统实现的肢体姿势识别技术增强了识别速度，使得识别时间缩短至毫秒级，且能够同时对肢体的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·刘，
申请(专利权)人：北京盈胜泰科技术有限公司，
类型：发明
国别省市：