运动捕捉方法及装置与流程

本说明书实施例涉及数据处理，特别涉及运动捕捉方法。

背景技术：

1、虚拟技术的发展历程大致可以分为以下三个阶段：1970年代以前为第一阶段，1980年代初到1980年代中期为第二个阶段，1980年代末期至今为第三个阶段。

2、近年来，虚拟现实、多媒体和可视化对计算机系统的人机交互提出自然、高效、三维和非精确的要求，推动着人机交互界面向多通道用户界面的方向发展，使用户能和系统进行自然、高效的交互。数据手套作为主要部件之一，在虚拟现实领域发挥了巨大作用。

3、手势是一种自然，直观，易于学习的人机交互手段。以人手直接作为计算机的输入设备，人机间的通讯将不再需要中间的媒体，用户可以简单的定义一种适当的手势来对周围的机器进行控制。手势研究分为手势合成和手势识别，前者属于计算机图形学问题，后者属于模式识别问题。

4、随着心脑血管疾病发病率的提高，偏瘫患者数量逐年增加，同时手外伤后遗症导致的手部功能障碍，以及骨折后外周神经损伤及老年肌力下降、退行性病变等引起的肢体障碍患者的运动康复需求逐年增加，上肢康复越来越引起重视。手部手指关节康复技术研究正是在这种需求形式下应运而生的一个崭新的研究领域。基于康复医学理论，手指被动关节活动度训练及手指主动屈伸抗阻训练通过对患肢的反复运动训练，补偿患者主动运动的不足。一方面增强患肢本体感觉，增强肢体反射，促发主动运动，防止肌肉萎缩，提高关节活动度；另一方面对神经系统的重组和代偿有极大的促进作用，减少并发症，辅助患肢失去的功能逐渐恢复，基于此，如果能有一款数据手套既能识别读取患者健康的手部手指抓握及背屈又能在患者患侧手穿戴的情况下读取患侧手部的抓握形态及上肢手臂的运动轨迹，完成人机交互，增加患者积极主动的去康复训练，能很大程度上帮助患者康复。由此，亟需一种更好的方案。

技术实现思路

1、有鉴于此，本说明书实施例提供了运动捕捉方法。本说明书一个或者多个实施例同时涉及运动捕捉装置，一种计算设备，一种计算机可读存储介质以及一种计算机程序，以解决现有技术中存在的技术缺陷。

2、根据本说明书实施例的第一方面，提供了一种运动捕捉方法，包括：

3、确定目标坐标系，基于目标坐标系获取传感器数据；

4、基于传感器数据确定大臂角度数据、小臂角度数据和手腕角度数据；

5、基于大臂角度数据和小臂角度数据确定小臂坐标数据；

6、基于小臂坐标数据和手腕角度数据确定手掌坐标数据。

7、在一种可能的实现方式中，确定目标坐标系，基于目标坐标系获取传感器数据，包括：

8、确定目标坐标系为东北天坐标系，基于东北天坐标系读取大臂传感器模块的数据、小臂传感器模块的数据和手腕传感器模块的数据。

9、在一种可能的实现方式中，基于传感器数据确定大臂角度数据、小臂角度数据和手腕角度数据，包括：

10、确定水平角度和弯曲角度；

11、基于水平角度、弯曲角度、大臂传感器模块的数据和角度确定规则，确定大臂角度数据；

12、基于水平角度、弯曲角度、小臂传感器模块的数据和角度确定规则，确定小臂角度数据；

13、基于水平角度、弯曲角度、手腕传感器模块的数据和角度确定规则，确定手腕角度数据。

14、在一种可能的实现方式中，基于大臂角度数据和小臂角度数据确定小臂坐标数据，包括：

15、确定大臂坐标数据；

16、基于大臂角度数据和小臂角度数据确定第一俯仰角、第一横滚角和第一航向角；

17、基于大臂坐标数据、第一俯仰角、第一横滚角和第一航向角确定小臂坐标数据。

18、在一种可能的实现方式中，基于小臂坐标数据和手腕角度数据确定手掌坐标数据，包括：

19、基于小臂角度数据和手腕角度数据确定第二俯仰角、第二横滚角和第二航向角；

20、基于小臂坐标数据、第二俯仰角、第二横滚角和第二航向角确定手掌坐标数据。

21、在一种可能的实现方式中，在确定目标坐标系，基于目标坐标系获取传感器数据之后，还包括：

22、对传感器数据进行滤波处理，得到滤波后的传感器数据。

23、在一种可能的实现方式中，大臂传感器模块的数据、小臂传感器模块的数据和手腕传感器模块的数据均包括欧拉角数据。

24、根据本说明书实施例的第二方面，提供了一种运动捕捉装置，包括：

25、数据获取模块，被配置为确定目标坐标系，基于目标坐标系获取传感器数据；

26、数据确定模块，被配置为基于传感器数据确定大臂角度数据、小臂角度数据和手腕角度数据；

27、第一坐标确定模块，被配置为基于大臂角度数据和小臂角度数据确定小臂坐标数据；

28、第二坐标确定模块，被配置为基于小臂坐标数据和手腕角度数据确定手掌坐标数据。

29、根据本说明书实施例的第三方面，提供了一种计算设备，包括：

30、存储器和处理器；

31、所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现上述运动捕捉方法的步骤。

32、根据本说明书实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该指令被处理器执行时实现上述运动捕捉方法的步骤。

33、根据本说明书实施例的第五方面，提供了一种计算机程序，其中，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行上述运动捕捉方法的步骤。

34、本说明书实施例提供运动捕捉方法及装置，其中运动捕捉方法包括：确定目标坐标系，基于目标坐标系获取传感器数据；基于传感器数据确定大臂角度数据、小臂角度数据和手腕角度数据；基于大臂角度数据和小臂角度数据确定小臂坐标数据；基于小臂坐标数据和手腕角度数据确定手掌坐标数据。通过确定目标坐标系，基于目标坐标系获取传感器数据；基于传感器数据确定大臂角度数据、小臂角度数据和手腕角度数据；基于大臂角度数据和小臂角度数据确定小臂坐标数据；基于小臂坐标数据和手腕角度数据确定手掌坐标数据，从而提高了手掌坐标的准确性。

技术特征：

1.一种运动捕捉方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定目标坐标系，基于所述目标坐标系获取传感器数据，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述传感器数据确定大臂角度数据、小臂角度数据和手腕角度数据，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述大臂角度数据和所述小臂角度数据确定小臂坐标数据，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述小臂坐标数据和所述手腕角度数据确定手掌坐标数据，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定目标坐标系，基于所述目标坐标系获取传感器数据之后，还包括：

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述大臂传感器模块的数据、所述小臂传感器模块的数据和所述手腕传感器模块的数据均包括欧拉角数据。

8.一种运动捕捉装置，其特征在于，包括：

9.一种计算设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述运动捕捉方法的步骤。

技术总结
本说明书实施例提供运动捕捉方法及装置，其中运动捕捉方法包括：确定目标坐标系，基于目标坐标系获取传感器数据；基于传感器数据确定大臂角度数据、小臂角度数据和手腕角度数据；基于大臂角度数据和小臂角度数据确定小臂坐标数据；基于小臂坐标数据和手腕角度数据确定手掌坐标数据。通过确定目标坐标系，基于目标坐标系获取传感器数据；基于传感器数据确定大臂角度数据、小臂角度数据和手腕角度数据；基于大臂角度数据和小臂角度数据确定小臂坐标数据；基于小臂坐标数据和手腕角度数据确定手掌坐标数据，从而提高了手掌坐标的准确性。

技术研发人员：赵静静,赵鑫,鲍磊,张雅婷,赵世勇
受保护的技术使用者：北京软体机器人科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5