一种动作捕捉系统及方法与流程

本申请涉及动作捕捉技术领域，特别涉及一种动作捕捉系统及方法。

背景技术：

随着科技的进步及生活水平的提高，越来越多的领域(如电影动作的捕捉、动画中人物动作的合成、人员训练以及消防员状态监测中)开始涉及到动作捕捉技术，来确定对象的运动轨迹。

目前，一般采用机械式动作捕捉系统、声学式动作捕捉系统、电磁式运动捕捉系统等动作捕捉系统进行动作捕捉，但是大多数动作捕捉系统成本昂贵，维护成本也高。因此，如何提供一种成本较低，维护成本较低的动作捕捉系统成为问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种动作捕捉系统及方法，以达到提供一种成本较低且维护成本较低的动作捕捉系统的目的，技术方案如下：

一种动作捕捉系统，包括：摄像头、计算机和多个可见光光源；

所述摄像头安装于动作捕捉对象的关节处，用于在所述关节运动过程中，对各个所述可见光光源进行拍摄，得到图像信息，并将所述图像信息发送至所述计算机；

所述可见光光源，用于发射可见光；

所述计算机，用于接收摄像头在关节运动过程中，对各个可见光光源进行拍摄得到的图像信息，及根据所述图像信息和可见光成像定位算法，确定所述摄像头在所述关节运动过程中的位置信息，及将所述摄像头在所述关节运动过程中的位置信息连接，得到所述摄像头的运动轨迹，作为所述关节的运动轨迹。

优选的，所述计算机根据所述图像信息和可见光成像定位算法，确定所述摄像头在所述关节运动过程中的位置信息的过程，具体包括：

利用所述可见光成像定位算法，从所述图像信息中确定出所述摄像头与各个所述可见光光源之间的相对距离和相对角度；

根据所述摄像头与各个所述可见光光源之间的相对距离和相对角度，确定所述摄像头在所述关节运动过程中的位置信息。

优选的，所述摄像头为高分辨率且具备无线发送功能的低功耗无源微型摄像头。

优选的，所述可见光光源为LED可见光光源。

优选的，所述LED可见光光源为锚灯。

一种动作捕捉方法，基于动作捕捉系统，所述动作捕捉系统包括：摄像头、计算机和多个可见光光源，所述方法包括：

所述计算机接收所述摄像头在关节运动过程中，对各个所述可见光光源进行拍摄得到的图像信息；

所述计算机根据所述图像信息和可见光成像定位算法，确定所述摄像头在所述关节运动过程中的位置信息；

所述计算机将所述摄像头在所述关节运动过程中的位置信息连接，得到所述摄像头的运动轨迹，作为所述关节的运动轨迹。

优选的，所述计算机根据所述图像信息和可见光成像定位算法，确定所述摄像头在所述关节运动过程中的位置信息，包括：

所述计算机利用所述可见光成像定位算法，从所述图像信息中确定出所述摄像头与各个所述可见光光源之间的相对距离和相对角度；

所述计算机根据所述摄像头与各个所述可见光光源之间的相对距离和相对角度，确定所述摄像头在所述关节运动过程中的位置信息。

优选的，所述摄像头为高分辨率且具备无线发送功能的低功耗无源微型摄像头。

优选的，所述可见光光源为LED可见光光源。

优选的，所述LED可见光光源为锚灯。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

在本申请中，动作捕捉系统包括摄像头、计算机和多个可见光光源，摄像头、计算机和可见光光源协同工作，可以确定关节的运动轨迹，实现动作捕捉。由于摄像头、计算机和可见光光源为普遍使用的设备，成本较低，因此动作捕捉系统整体成本较低，并且对摄像头、计算机和可见光光源的维护成本低，因此动作捕捉系统的整体维护成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的动作捕捉系统的一种逻辑结构示意图；

图2是本申请提供的动作捕捉方法的一种流程图；

图3是本申请提供的动作捕捉方法的一种子流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例公开了一种动作捕捉系统，包括：摄像头、计算机和多个可见光光源；所述摄像头安装于动作捕捉对象的关节处，用于在所述关节运动过程中，对各个所述可见光光源进行拍摄，得到图像信息，并将所述图像信息发送至所述计算机；所述可见光光源用于发射可见光；所述计算机，用于接收摄像头在关节运动过程中，对各个可见光光源进行拍摄得到的图像信息，及根据所述图像信息和可见光成像定位算法，确定所述摄像头在所述关节运动过程中的位置信息，及将所述摄像头在所述关节运动过程中的位置信息连接，得到所述摄像头的运动轨迹，作为所述关节的运动轨迹。

接下来，对本申请实施例公开的动作捕捉系统进行介绍，请参见图1，动作捕捉系统包括：摄像头11、计算机12和多个可见光光源13。

需要说明的是，在图1中，各个可见光光源13分别表示为第1个可见光光源13、第2个可见光光源13、……、第N个可见光光源13，N为大于1的整数。

优选的，可见光光源13的个数可以设置为3个。当然，可见光光源13的个数也可以大于3个。

所述摄像头11安装于动作捕捉对象的关节处，用于在所述关节运动过程中，对各个所述可见光光源13进行拍摄，得到图像信息，并将所述图像信息发送至所述计算机12。

一般地，动作捕捉对象的各个关节处分别安装一个摄像头11，而各个摄像头11均可以用于在所述关节运动过程中，对各个所述可见光光源13进行拍摄，得到图像信息，并将所述图像信息发送至所述计算机12。

所述可见光光源13，用于发射可见光。

所述计算机12，用于接收摄像头11在关节运动过程中，对各个可见光光源13进行拍摄得到的图像信息，及根据所述图像信息和可见光成像定位算法，确定所述摄像头11在所述关节运动过程中的位置信息，及将所述摄像头11在所述关节运动过程中的位置信息连接，得到所述摄像头11的运动轨迹，作为所述关节的运动轨迹。

在本申请中，动作捕捉系统包括摄像头11、计算机12和多个可见光光源13，摄像头11、计算机12和可见光光源13协同工作，可以确定关节的运动轨迹，实现动作捕捉。由于摄像头11、计算机12和可见光光源13为普遍使用的设备，造价较低，因此动作捕捉系统整体造价较低，并且对摄像头11、计算机12和可见光光源13的维护成本低，因此动作捕捉系统的整体维护成本较低。

进一步的，由于摄像头11、计算机12和可见光光源13为常见且发展成熟的设备，因此可以使动作捕捉系统被广泛应用，实用性强。以及，利用可见光成像定位算法进行定位的精确性更高，摄像头11把图像信息实时传输至计算机12，由计算机12确定摄像头11的位置信息，延时小，可以提高动作捕捉的实时性。

在本申请的另一个实施例中，介绍所述计算机12根据所述图像信息和可见光成像定位算法，确定所述摄像头11在所述关节运动过程中的位置信息的过程，具体可以包括：

S1、利用所述可见光成像定位算法，从所述图像信息中确定出所述摄像头11与各个所述可见光光源13之间的相对距离和相对角度。

利用所述可见光成像定位算法，从所述图像信息中确定出所述摄像头11与各个所述可见光光源13之间的相对距离和相对角度的具体过程，可以参见已有技术中利用可见光成像定位算法确定相对距离和相对角度的过程，在此不再赘述。

S2、根据所述摄像头11与各个所述可见光光源13之间的相对距离和相对角度，确定所述摄像头11在所述关节运动过程中的位置信息。

在本申请的另一个实施例中，对所述摄像头11进行介绍，所述摄像头11可以为但不局限于高分辨率且具备无线发送功能的低功耗无源微型摄像头11。

考虑到被采集者的动作幅度和动作速度，采用高分辨率的低功耗无源微型摄像头11，可以达到更好地拍摄效果。

在本申请的另一个实施例中，对所述可见光光源13进行介绍，所述可见光光源13可以为但不局限于LED可见光光源13。

可选的，所述LED可见光光源13可以为但不局限于锚灯。

接下来对本申请提供的动作捕捉方法进行介绍，下文描述的动作捕捉方法与上文描述的动作捕捉系统可相互对应参照。

需要说明的是，本申请提供的动作捕捉方法基于动作捕捉系统。其中，动作捕捉系统的结构及相关功能请参见前述各个实施例介绍的动作捕捉系统，在此不再赘述。

请参见图2，动作捕捉方法包括：

步骤S11、所述计算机接收所述摄像头在关节运动过程中，对各个所述可见光光源进行拍摄得到的图像信息。

步骤S12、所述计算机根据所述图像信息和可见光成像定位算法，确定所述摄像头在所述关节运动过程中的位置信息。

步骤S13、所述计算机将所述摄像头在所述关节运动过程中的位置信息连接，得到所述摄像头的运动轨迹，作为所述关节的运动轨迹。

在本申请的另一个实施例中，介绍所述计算机根据所述图像信息和可见光成像定位算法，确定所述摄像头在所述关节运动过程中的位置信息的过程，请参见图3，可以包括：

步骤S21、所述计算机利用所述可见光成像定位算法，从所述图像信息中确定出所述摄像头与各个所述可见光光源之间的相对距离和相对角度。

步骤S22、所述计算机根据所述摄像头与各个所述可见光光源之间的相对距离和相对角度，确定所述摄像头在所述关节运动过程中的位置信息。

上述摄像头可以为但不局限于高分辨率且具备无线发送功能的低功耗无源微型摄像头。

上述可见光光源可以为但不局限于LED可见光光源。

所述LED可见光光源可以为但不局限于锚灯。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本申请所提供的一种动作捕捉系统及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。