本发明涉及人体智能检测跟踪物理模拟技术领域，具体涉及即时动态骨骼捕捉、影像辨识、物理模拟技术。
背景技术：
在人体智能检测跟踪技术物理模拟领域，主要运用微软体感以及各种物理引擎仿真技术，当下各种高新技术横行，但是一直以来都没有把人体检测技术与物理仿真技术进行更好的结合，以至于展现效果一般，不仅不能充分展现高新技术的魅力，也不能给体验者带来高新技术的快感。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于虚拟现实技术和动感平台技术的科普展示系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种人体智能检测跟踪物理模拟系统，其特征在于：整个系统由图像采集系统、物理模拟系统与图像绘制系统三个部分组成，图像采集系统负责智能动态捕捉与骨骼绑定；物理模拟系统有基于box2d物理引擎模拟模块与基于gpu物理数据实时处理模块组成；图像绘制系统有基于贝塞尔曲线实时绘制模块组成；
使用的体感摄像头是微软的kinect二代体感设备，使用微软发布的官方库，调用体感骨骼绑定接口，获取参与者全身25个关节点的数据，同时在原有官方库的基础上，去除误差较大的数据。在二维引擎中，获取已经获取的骨骼数据，将三维的位置和方向数据转换为二维数据，此时就得到一套参与者各个骨骼点在二维平面的投影数据，在骨骼点之间用若干个具有物理属性的关节点连接起来，移除重力效果，参与者在移动四肢和身体时，骨骼点的位置和方向会发生改变，而此时关节点会由于两段骨骼点拉力的作用跟随骨骼点移动，关节点具有物理属性，由于惯性作用，关节点位置的移动会滞后于骨骼点的移动，越靠近中心的关节点滞后越明显，由此就形成具有柔软性和拉伸性的效果，最后，利用二维引擎的绘图功能，将关节点按顺序绘制成显示到界面的曲线，为了平滑效果，使用贝赛尔曲线的方式绘制。
所述的获取参与者全身25个关节点的数据包括三维空间的位置和方向，具体为头部，四肢，肩部，脊椎一套完整的人体骨骼数据。
所述的体感设备同时可以识别6套完整的人体骨骼数据，所以可支持多人参与操作。
本发明基于对摄像机图像采集并使用gpu高速并行处理特性，实现了物理仿真的实时性、人机互动的即时性，将两种高新技术有机的结合起来来达到与体验者之间互动的共鸣效果。
本发明的有益效果是：
1)采用gpu并行处理技术，通过对gpu的扩展，实现多gpu架构并发运算，解决了运算不即时的问题，基本可以达到在30ms内完成一次物理模拟。
2)采取基于四元数数据进行的骨骼绑定，在实时互动方便得到了很大的突破。
3)采用贝塞尔曲线绘制技术，让画面的线条更加的平滑。
4)基于体感二代设备的开发，大大提高了图像数据的稳定性。
5)
附图说明
图1为本发明生成系统模块构成图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图1，本发明提供的一种实施例：一种人体智能检测跟踪物理模拟系统，其特征在于：整个系统由图像采集系统、物理模拟系统与图像绘制系统三个部分组成，图像采集系统负责智能动态捕捉与骨骼绑定；物理模拟系统有基于box2d物理引擎模拟模块与基于gpu物理数据实时处理模块组成；图像绘制系统有基于贝塞尔曲线实时绘制模块组成；
使用的体感摄像头是微软的kinect二代体感设备，使用微软发布的官方库，调用体感骨骼绑定接口，获取参与者全身25个关节点的数据，同时在原有官方库的基础上，去除误差较大的数据。在二维引擎中，获取已经获取的骨骼数据，将三维的位置和方向数据转换为二维数据，此时就得到一套参与者各个骨骼点在二维平面的投影数据，在骨骼点之间用若干个具有物理属性的关节点连接起来，移除重力效果，参与者在移动四肢和身体时，骨骼点的位置和方向会发生改变，而此时关节点会由于两段骨骼点拉力的作用跟随骨骼点移动，关节点具有物理属性，由于惯性作用，关节点位置的移动会滞后于骨骼点的移动，越靠近中心的关节点滞后越明显，由此就形成具有柔软性和拉伸性的效果，最后，利用二维引擎的绘图功能，将关节点按顺序绘制成显示到界面的曲线，为了平滑效果，使用贝赛尔曲线的方式绘制。
所述的获取参与者全身25个关节点的数据包括三维空间的位置和方向，具体为头部，四肢，肩部，脊椎一套完整的人体骨骼数据。
所述的体感设备同时可以识别6套完整的人体骨骼数据，所以可支持多人参与操作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。