人体姿态数据的获取方法、系统以及数据处理装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种人体姿态数据的获取方法、系统以及数据处理装置，属于体感识别领域。该人体姿态数据的获取方法包括：获得预标定的人体特征点之间的特征数据；获得所述人体特征点的转动角度；根据所述人体特征点的所述转动角度，以及所述人体特征点之间的所述特征数据，得到人体姿态数据。本方法通过在头部直接设置头部佩戴装置，获得头部转动数据。相应的，通过在身体的胸部设置身体佩戴装置获得身体的转动数据，进而通过头部转动数据以及身体的转动数据获得人体姿态数据，从而改善了现有的人体姿态识别方式不具备良好的移动性，并且对环境影响较为敏感，容易受到干扰而导致传感数据错误的问题。
【专利说明】人体姿态数据的获取方法、系统以及数据处理装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及体感识别领域，具体而言，涉及一种身体姿态数据的获取方法、系统以及数据处理装置。
【背景技术】
[0002]在人机交互【技术领域】中，随着互动游戏、虚拟现实和头戴显示技术的发展，能够在自由运动中进行、并且不使用双手的操作将拥有更加广泛的应用，因此对人体姿态的识别，是除了键盘、鼠标、触屏以外最方便、灵活、精确和可靠的人机交互方式。现有人体姿态识别方式，主要是利用第三方传感装置在一定距离以外对头部运动进行感测。但是，由于传感装置的探测范围有限，使得现有的人体姿态识别方式不具备良好的移动性，并且传感装置对环境影响较为敏感，容易受到干扰而导致传感数据错误。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种人体姿态数据的获取方法、系统以及数据处理装置，以改善现有的人体姿态识别方式不具备良好的移动性，并且对环境影响较为敏感，容易受到干扰而导致传感数据错误的问题。
[0004]本发明是这样实现的:
[0005]第一方面，本发明实施例提供了一种人体姿态数据的获取方法，应用于人体姿态数据获取系统，所述人体姿态数据获取系统包括数据处理装置，所述人体姿态数据的获取方法，包括:
[0006]所述数据处理装置获得预标定的人体特征点之间的特征数据；所述预标定的人体特征点包括人体头部中心点、头部旋转中心点以及身体旋转中心点；所述特征数据包括所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的第一线段的长度，以及所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段的长度；
[0007]获得所述人体特征点的转动角度，所述转动角度包括所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的所述第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度，以及所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度，所述第一转动角与所述第二转动角位于同一平面；
[0008]根据所述人体特征点的所述转动角度，以及所述人体特征点之间的所述特征数据，得到人体姿态数据；所述人体姿态数据包括所述人体特征点的所述转动角度，所述头部中心点相对于所述头部旋转中心点的第一水平位移，以及所述头部旋转中心点相对于所述身体旋转中心点的第二水平位移；所述第一水平位移由所述第一线段的长度乘以所述第一转动角的角度的正弦函数值得到，所述第二水平位移由所述第二线段的长度乘以所述第二转动角的角度的正弦函数值得到。
[0009]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述人体姿态数据还包括:所述头部中心点相对于所述身体旋转中心点的第三水平位移，所述第三水平位移由所述第一水平位移加上所述第二水平位移得到。
[0010]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述人体姿态数据获取系统包括第一三轴陀螺仪、第一三轴加速度计以及第一三轴磁感仪；所述获得预标定的人体特征点的转动角度，所述转动角度包括所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的所述第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度，包括:
[0011]所述数据处理装置接收所述第一三轴陀螺仪采集的所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的所述第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度、所述第一三轴加速度计获得的竖直指向基准以及所述第一三轴磁感仪获得的水平指向基准。
[0012]结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述人体姿态数据获取系统包括第二三轴陀螺仪、第二三轴加速度计以及第二三轴磁感仪；所述获得预标定的人体特征点的转动角度，所述转动角度包括所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的所述第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度，包括:
[0013]所述数据处理装置接收所述第二三轴陀螺仪采集的所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的所述第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度、所述第二三轴加速度计获得的竖直指向基准以及所述第二三轴磁感仪获得的水平指向基准。
[0014]第二方面，本发明实施例提供了一种数据处理装置，应用于人体姿态数据获取系统，所述数据处理装置包括:
[0015]特征点数据获得单元，用于所述数据处理装置获得预标定的人体特征点之间的特征数据，所述预标定的人体特征点包括人体头部中心点、头部旋转中心点以及身体旋转中心点，所述特征数据包括所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的第一线段的长度，以及所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段的长度；
[0016]头部转动角度获得单元，用于获得所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的所述第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度；
[0017]身体转动角度获得单元,用于获得所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度；所述第一转动角与所述第二转动角位于同一平面；
[0018]第一位移计算单元，用于求取所述第一线段的长度与所述第一转动角的角度的正弦函数值之积，得到所述头部中心点相对于所述头部旋转中心点的第一水平位移；
[0019]第二位移计算单元，用于求取所述第二线段的长度与所述第二转动角的角度的正弦函数值之积，得到所述头部旋转中心点相对于所述身体旋转中心点的第二水平位移。
[0020]结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述数据处理装置还包括:
[0021]第三位移计算单元，用于所述第一水平位移加上所述第二水平位移，得到所述头部中心点相对于所述身体旋转中心点的第三水平位移。
[0022]本发明提供的一种数据处理装置，该数据处理装置通过头部佩戴装置中设置的用于获得竖直指向基准的第一三轴加速度计、用于采集所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度的第一三轴陀螺仪以及用于获得水平指向基准的第一三轴磁感仪获得准确的头部转动数据。相应的，通过身体佩戴装置中设置用于获得竖直指向基准的第二三轴加速度计、用于采集所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度的第二三轴陀螺仪以及用于获得水平指向基准的第二三轴磁感仪获得身体的转动数据，进而通过头部转动数据以及身体的转动数据获得人体姿态数据，从而改善了现有的人体姿态识别方式不具备良好的移动性，并且对环境影响较为敏感，容易受到干扰而导致传感数据错误的问题。
[0023]第三方面，一种人体姿态数据的获取系统，包括用于获得预标定的人体特征点之间的特征数据的数据处理装置，所述预标定的人体特征点包括人体头部中心点、头部旋转中心点以及身体旋转中心点；所述获取系统还包括头部佩戴装置以及身体佩戴装置；
[0024]所述头部佩戴装置设置于人体头部，用于采集所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度；
[0025]所述身体佩戴装置设置于人体胸部，用于采集所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度；
[0026]所述数据处理装置，用于获得所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的第一线段的长度，以及所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段的长度；
[0027]所述数据处理装置，还用于获得所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的所述第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度，以及所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的所述第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度；
[0028]根据所述第一线段的长度、第二线段的长度、第一转动角的角度以及第二转动角的角度，得到人体姿态数据；所述人体姿态数据包括所述头部中心点相对于所述头部旋转中心点的第一水平位移，以及所述头部旋转中心点相对于所述身体旋转中心点的第二水平位移；所述第一水平位移由所述第一线段的长度乘以所述第一转动角的角度的正弦函数值得到，所述第二水平位移由所述第二线段的长度乘以所述第二转动角的角度的正弦函数值得到。
[0029]所述头部佩戴装置包括，头部转动数据采集单元、第一无线数据通信单元以及微处理器，所述头部转动数据采集单元以及所述第一无线数据通信单元分别与所述微处理器电连接；
[0030]所述头部转动数据采集单元，包括用于获得竖直指向基准的第一三轴加速度计、用于采集所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度的第一三轴陀螺仪以及用于获得水平指向基准的第一三轴磁感仪，所述第一三轴加速度计、所述第一三轴陀螺仪以及所述第一三轴磁感仪分别与所述微处理器电连接。
[0031]结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中，所述身体佩戴装置包括，身体转动数据采集单元，第二无线数据通信单元，所述身体转动数据采集单元与所述第二无线数据通信单元电连接；
[0032]所述身体转动数据采集单元包括用于获得竖直指向基准的第二三轴加速度计、用于采集所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度的第二三轴陀螺仪以及用于获得水平指向基准的第二三轴磁感仪，所述第二三轴加速度计、所述第二三轴陀螺仪以及所述第二三轴磁感仪分别与所述第二无线通信单元电连接。
[0033]结合第三方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第三方面的第二种可能的实施方式，其中，所述头部转动数据采集单元还包括温度采集单元，用于采集人体头部温度。
[0034]本发明实现的技术效果:
[0035]本发明提供的一种人体姿态数据的获取方法，通过在头部直接设置头部佩戴装置，并在该头部佩戴装置中设置用于获得竖直指向基准的第一三轴加速度计、用于采集所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度的第一三轴陀螺仪以及用于获得水平指向基准的第一三轴磁感仪的方式，以获得准确的头部转动数据。相应的，通过在身体的胸部设置身体佩戴装置，并在该身体佩戴装置中设置用于获得竖直指向基准的第二三轴加速度计、用于采集所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度的第二三轴陀螺仪以及用于获得水平指向基准的第二三轴磁感仪的方式准确的获得身体的转动数据，进而通过头部转动数据以及身体的转动数据获得人体姿态数据，从而改善了现有的人体姿态识别方式不具备良好的移动性，并且对环境影响较为敏感，容易受到干扰而导致传感数据错误的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0037]图1为本发明实施例提供的人体姿态数据的获取系统的结构框图；
[0038]图2为本发明实施例提供的人体姿态数据的获取方法的流程图；
[0039]图3为本发明实施例提供的人体姿态数据的获取方法中的第一水平位移、第二水平位移以及第三水平位移的计算示意图；
[0040]图4为本发明实施例提供的一种数据处理装置的结构框图；
[0041]图5为本发明实施例提供另一种数据处理装置装的结构框图。
【具体实施方式】
[0042]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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
[0043]在人机交互【技术领域】中，随着互动游戏、虚拟现实和头戴显示技术的发展，能够在自由运动中进行、并且不使用双手的操作将拥有更加广泛的应用，因此对人体姿态的识别，是除了键盘、鼠标、触屏以外最方便、灵活、精确和可靠的人机交互方式。现有人体姿态识别方式，主要是利用第三方传感装置从一定距离以外对头部运动进行感测。但是，现有的人体姿态识别方式不具备良好的移动性，并且对环境影响较为敏感，容易受到干扰而导致传感数据错误。基于此，发明人经过不断研究，提出本发明实施例提供的人体姿态数据的获取方法、系统以及数据处理装置。
[0044]请参阅图1-4，本发明实施例提供的一种人体姿态数据的获取系统，该系统包括用于获得预标定的人体特征点之间的特征数据的数据处理装置300。其中，如图3所示，所述预标定的人体特征点包括人体头部中心点401、头部旋转中心点402以及身体旋转中心点403;所述特征数据包括所述头部中心点401与所述头部旋转中心点402之间的第一线段的长度，即图3中线段A的长度，以及所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段的长度，即图3中线段B的长度。
[0045]在实践过程中，人体头部中心点401为头部的几何中心，位于人体头部正中心。而头部旋转中心点402为人体头部垂直上下转动、水平左右转动、左右倾斜三轴转动时的几何中心点,位于颈部。身体旋转中心点403为人处于坐姿或站姿时,身体前俯后仰、水平旋转、左右倾斜的三轴转动的几何中心点，位于臀部。
[0046]为了便于采集数据，所述获取系统还包括头部佩戴装置201以及身体佩戴装置202。其中，所述头部佩戴装置201设置于人体头部，用于采集所述头部中心点401与所述头部旋转中心点402之间的第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度，即图3中Θ角的角度。
[0047]所述头部佩戴装置201包括，头部转动数据采集单元、第一无线数据通信单元以及微处理器，所述头部转动数据采集单元以及所述第一无线数据通信单元分别与所述微处理器电连接；所述头部转动数据采集单元，包括用于获得竖直指向基准的第一三轴加速度计、用于采集所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度的第一三轴陀螺仪以及用于获得水平指向基准的第一三轴磁感仪，所述第一三轴加速度计、所述第一三轴陀螺仪以及所述第一三轴磁感仪分别与所述微处理器电连接。
[0048]而身体佩戴装置202设置于人体胸部，用于采集所述头部旋转中心点402与所述身体旋转中心点403之间的第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度，即图3中的β角的角度。
[0049]所述身体佩戴装置202包括，身体转动数据采集单元以及第二无线数据通信单元。所述身体转动数据采集单元与所述第二无线数据通信单元电连接；所述身体转动数据采集单元包括用于获得竖直指向基准的第二三轴加速度计、用于采集所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度的第二三轴陀螺仪以及用于获得水平指向基准的第二三轴磁感仪，所述第二三轴加速度计、所述第二三轴陀螺仪以及所述第二三轴磁感仪分别与所述第二无线通信单元电连接。
[0050]需要说明的是，在实践过程中，头部佩戴装置201与身体佩戴装置202通过第一无线数据通信单元与第二无线数据通信单元之间进行数据传输。即当身体佩戴装置202中的设备采集了所述头部旋转中心点402与所述身体旋转中心点403之间的所述第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度后，通过第二无线数据通信单元将身上述数据传递到第一无线数据传输单元，以利于数据处理装置300对身体的转动数据和头部的转动数据进行集中处理。而第一无线数据通信单元与第二无线数据通信单元之间的通信方式有多种，例如蓝牙、WiFi以及Zigbee等。具体的通信方式可以根据实际情况决定。而当数据处理装置300处理完数据后，可以通过第一无线数据通信单元把处理后的数据传递给外部接收设备。
[0051]需要说明的是，头部佩戴装置201与身体佩戴装置202之间无线通信为一种较佳的方式，除了上述通信方式外，可以采用有线的方式进行数据传输。
[0052]所述数据处理装置300，用于获得所述头部中心点401与所述头部旋转中心点402之间的第一线段的长度，以及所述头部旋转中心点402与所述身体旋转中心点403之间的第二线段的长度；获得所述头部中心点401与所述头部旋转中心点402之间的所述第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度，以及所述头部旋转中心点402与所述身体旋转中心点403之间的所述第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度。
[0053]根据所述第一线段的长度、第二线段的长度、第一转动角的角度以及第二转动角的角度，得到人体姿态数据；所述人体姿态数据包括所述头部旋转中心点402的转动角度，即图3中的角度Θ，所述身体旋转中心点403的转动角度，即图3中的角度β，所述头部中心点401相对于所述头部旋转中心点402的第一水平位移，即图3中的线段C，以及所述头部旋转中心点402相对于所述身体旋转中心点403的第二水平位移，即图3中的位移D ;所述第一水平位移由所述第一线段的长度乘以所述第一转动角的角度的正弦函数值得到，所述第二水平位移由所述第二线段的长度乘以所述第二转动角的角度的正弦函数值得到。为了节约篇幅，而具体的计算步骤会在后面的获取方法中详细介绍，此处不做赘述。
[0054]在实践过程中，电子设备通常会因长时间运行而发热，而本系统中的头部佩戴装置又直接与头部接触，为了实时监测运行过程中的头部佩戴装置的温度状态，较佳的，所述头部转动数据采集单元还包括温度采集单元，用于采集人体头部佩戴装置内部温度，以避免因设备温度过高而对身体造成不良的影响。
[0055]如图2所示，本发明实施例提供的一种人体姿态数据的获取方法，应用于人体姿态数据获取系统，所述人体姿态数据的获取方法，包括:
[0056]SlOl:所述数据处理装置获得预标定的人体特征点之间的特征数据。
[0057]所述预标定的人体特征点包括人体头部中心点401、头部旋转中心点402以及身体旋转中心点403 ;所述特征数据包括所述头部中心点401与所述头部旋转中心点402之间的第一线段的长度，以及所述头部旋转中心点402与所述身体旋转中心点403之间的第二线段的长度。
[0058]在实践过程中，作为一种优选，第一线段以及第二线段的长度需要根据实际使用者的身体尺寸进行确定。当然，也可以采用测量多个使用者的所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的第一线段的长度的平均值，以及所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段的长度的平均值。在实施过程中，当采集到第一线段以及第二线段的长度后，可以通过与数据处理装置无线或有线通信的智能操作终端或者计算机把该第一线段以及第二线段的长度值传递给该数据处理装置。
[0059]S102:获得所述人体特征点的转动角度。如图3所示，所述转动角度包括所述头部中心点401与所述头部旋转中心点402之间的所述第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度，以及所述头部旋转中心点402与所述身体旋转中心点403之间的第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度，所述第一转动角与所述第二转动角位于同一平面。
[0060]而在实施过程中，为了更好的测量转动角度，所述人体姿态数据获取系统包括头部佩戴装置201，该头部佩戴装置201包括第一三轴陀螺仪、第一三轴加速度计以及第一三轴磁感仪。其中，第一三轴加速度计用于获得竖直指向基准，而第一三轴磁感仪用于获得水平指向基准，第一三轴陀螺仪则用于测定所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的所述第一线段，相对于第一三轴加速度计获得的竖直指向基准的第一转动角的角度。
[0061]相应的，人体姿态数据获取系统还包括身体佩戴装置202，该身体佩戴装置202包括第二三轴陀螺仪、第二三轴加速度计以及第二三轴磁感仪。其中，第二三轴加速度计用于获得竖直指向基准，而第二三轴磁感仪用于获得水平指向基准，第二三轴陀螺仪则用于测定所述头部选装中心点与所述身体旋转中心点之间的所述第二线段，相对于第二三轴加速度计获得的竖直指向基准的第二转动角的角度。
[0062]S103:根据所述人体特征点的所述转动角度，以及所述人体特征点之间的所述特征数据，得到人体姿态数据。其中，所述人体姿态数据包括所述头部旋转中心点402和身体旋转中心点403的转动角度,所述头部中心点401相对于所述头部旋转中心点402的第一水平位移，以及所述头部旋转中心点402相对于所述身体旋转中心点403的第二水平位移。
[0063]当获得第一线段、第二线段、第一转动角以及第二转动角后，所述第一水平位移由所述第一线段的长度乘以所述第一转动角的角度的正弦函数值得到，所述第二水平位移由所述第二线段的长度乘以所述第二转动角的角度的正弦函数值得到。
[0064]即在图3中，第一线段为线段A，第二线段为线段B，第一转动角为Θ，而第二转动角为β。其中，抬头时Θ为负值，低头为正值。而身体前倾时，β为为正值，后仰为负值。实施过程中，第一水平位移，即线段C可以在含有锐角Θ的第一直角三角形中，根据三角函数得到，且在第一直角三角形中线段A为斜边，即C = A*sin Θ。相应的，第二水平位移D，即线段D可以在在含有锐角β的第二直角三角形中，根据三角函数得到，且在第二直角三角形中线段B为斜边，即D = B*sin β。
[0065]当然，为了获得更加全面的人体姿态数据，较佳的，当获取到第一水平位移以及第二水平位移后，可以通过第一水平位移加第二水平位移的方式，得到用于表示头部中性点相对于身体旋转中心点之间的第三水平位移即线段Μ。
[0066]为了进一步更加详细的说明计算过程，特此举例如下，假设，头部中心点401至头部旋转中心点402长度测量为15厘米，头部旋转中心402点至身体旋转中心点403长度测量为60厘米，身体向前倾斜10度，头部抬起20度，头部中心点相对身体旋转中心点在水平方向上前后位移的距离精确到小数点后三位的值是:
[0067]60*(sinl0。)+15* (_sinl5。)= 10.419-5.130 = 5.289 厘米
[0068]本发明提供的一种人体姿态数据的获取方法，通过在头部直接设置头部佩戴装置201，并在该头部佩戴装置201中设置用于获得竖直指向基准的第一三轴加速度计、用于采集所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度的第一三轴陀螺仪以及用于获得水平指向基准的第一三轴磁感仪的方式，以获得准确的头部转动数据。相应的，通过在身体的胸部设置身体佩戴装置202，并在该身体佩戴装置202中设置用于获得竖直指向基准的第二三轴加速度计、用于采集所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度的第二三轴陀螺仪以及用于获得水平指向基准的第二三轴磁感仪的方式获得身体的转动数据，进而通过头部转动数据以及身体的转动数据获得人体姿态数据，从而改善了现有的人体姿态识别方式不具备良好的移动性，并且传感装置对环境影响较为敏感，容易受到干扰而导致传感数据错误的问题，提高获取的人体姿态数据的准确性，为互动游戏、虚拟现实的实现提供准确的数据支持。
[0069]如图4所示，本发明实施例提供的一种数据处理装置，应用于人体姿态数据获取系统，所述数据处理装置包括:特征点数据获得单元303、头部转动角度获得单元301、身体转动角度获得单元302、第一位移计算单元304以及第二位移计算单元305。
[0070]其中，特征点数据获得单元303，用于获得预标定的人体特征点之间的特征数据，所述预标定的人体特征点包括人体头部中心点401、头部旋转中心点402以及身体旋转中心点403，所述特征数据包括所述头部中心点401与所述头部旋转中心点402之间的第一线段的长度，以及所述头部旋转中心点402与所述身体旋转中心点403之间的第二线段的长度。
[0071]头部转动角度获得单元301，用于获得所述头部中心点401与所述头部旋转中心点402之间的所述第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度。
[0072]身体转动角度获得单元302,用于获得所述头部旋转中心点402与所述身体旋转中心点403之间的第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度；所述第一转动角与所述第二转动角位于同一平面。
[0073]第一位移计算单元304，用于求取所述第一线段的长度与所述第一转动角的角度的正弦函数值之积，得到所述头部中心点相对于所述头部旋转中心点的第一水平位移。
[0074]第二位移计算单元305，用于求取所述第二线段的长度与所述第二转动角的角度的正弦函数值之积，得到所述头部旋转中心点相对于所述身体旋转中心点的第二水平位移。
[0075]当然，在实践过程中，为了进一步计算头部中心点相对于身体旋转点的第三水平位移，较佳的，该数据处理装置还包括:第三位移计算单元306，用于所述第一水平位移加上所述第二水平位移，得到所述头部中心点相对于所述身体旋转中心点的第三水平位移。
[0076]参见图5，本发明实施例还提供的另一种数据处理装置500，包括:处理器501，存储器502，总线503和通信接口 504，所述处理器501、通信接口 504和存储器502通过总线503连接；处理器501用于执行存储器502中存储的可执行模块，例如计算机程序。
[0077]其中，存储器502可能包含高速随机存取存储器(RAM:Random Access Memory),也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口 504(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
[0078]总线503可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0079]其中，存储器502用于存储程序，所述处理器501在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器501中，或者由处理器501实现。
[0080]处理器501可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器501中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器501可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器502，处理器501读取存储器502中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
[0081]需要说明的是，本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
[0082]需要说明的是，在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
[0083]需要说明的是，所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0084]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种人体姿态数据的获取方法，其特征在于，应用于人体姿态数据获取系统，所述人体姿态数据获取系统包括数据处理装置，所述人体姿态数据的获取方法，包括: 所述数据处理装置获得预标定的人体特征点之间的特征数据；所述预标定的人体特征点包括人体头部中心点、头部旋转中心点以及身体旋转中心点；所述特征数据包括所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的第一线段的长度，以及所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段的长度； 获得所述人体特征点的转动角度，所述转动角度包括所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的所述第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度，以及所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度，所述第一转动角与所述第二转动角位于同一平面； 根据所述人体特征点的所述转动角度，以及所述人体特征点之间的所述特征数据，得到人体姿态数据；所述人体姿态数据包括所述人体特征点的所述转动角度，所述头部中心点相对于所述头部旋转中心点的第一水平位移，以及所述头部旋转中心点相对于所述身体旋转中心点的第二水平位移；所述第一水平位移由所述第一线段的长度乘以所述第一转动角的角度的正弦函数值得到，所述第二水平位移由所述第二线段的长度乘以所述第二转动角的角度的正弦函数值得到。
2.根据权利要求1所述的人体姿态数据的获取方法，其特征在于，所述人体姿态数据还包括:所述头部中心点相对于所述身体旋转中心点的第三水平位移，所述第三水平位移由所述第一水平位移加上所述第二水平位移得到。
3.根据权利要求1所述的人体姿态数据的获取方法，其特征在于，所述人体姿态数据获取系统包括第一三轴陀螺仪、第一三轴加速度计以及第一三轴磁感仪；所述获得预标定的人体特征点的转动角度，所述转动角度包括所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的所述第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度，包括: 所述数据处理装置接收所述第一三轴陀螺仪采集的所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的所述第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度、所述第一三轴加速度计获得的竖直指向基准以及所述第一三轴磁感仪获得的水平指向基准。
4.根据权利要求3所述的人体姿态数据的获取方法，其特征在于，所述人体姿态数据获取系统包括第二三轴陀螺仪、第二三轴加速度计以及第二三轴磁感仪；所述获得预标定的人体特征点的转动角度，所述转动角度包括所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的所述第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度，包括: 所述数据处理装置接收所述第二三轴陀螺仪采集的所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的所述第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度、所述第二三轴加速度计获得的竖直指向基准以及所述第二三轴磁感仪获得的水平指向基准。
5.一种数据处理装置，其特征在于，应用于人体姿态数据获取系统，所述数据处理装置包括: 特征点数据获得单元，用于所述数据处理装置获得预标定的人体特征点之间的特征数据，所述预标定的人体特征点包括人体头部中心点、头部旋转中心点以及身体旋转中心点，所述特征数据包括所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的第一线段的长度，以及所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段的长度； 头部转动角度获得单元，用于获得所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的所述第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度； 身体转动角度获得单元，用于获得所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度；所述第一转动角与所述第二转动角位于同一平面； 第一位移计算单元，用于求取所述第一线段的长度与所述第一转动角的角度的正弦函数值之积，得到所述头部中心点相对于所述头部旋转中心点的第一水平位移； 第二位移计算单元，用于求取所述第二线段的长度与所述第二转动角的角度的正弦函数值之积，得到所述头部旋转中心点相对于所述身体旋转中心点的第二水平位移。
6.根据权利要求5所述的数据处理装置，其特征在于，所述数据处理装置还包括: 第三位移计算单元，用于所述第一水平位移加上所述第二水平位移，得到所述头部中心点相对于所述身体旋转中心点的第三水平位移。
7.一种人体姿态数据的获取系统，其特征在于，包括用于获得预标定的人体特征点之间的特征数据的数据处理装置，所述预标定的人体特征点包括人体的头部中心点、头部旋转中心点以及身体旋转中心点；所述获取系统还包括头部佩戴装置以及身体佩戴装置； 所述头部佩戴装置设置于人体头部，用于采集所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度； 所述身体佩戴装置设置于人体胸部，用于采集所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度； 所述数据处理装置，还用于获得所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的所述第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度，以及所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的所述第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度； 所述特征数据包括所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的第一线段的长度，以及所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段的长度; 所述数据处理装置根据所述第一线段的长度、第二线段的长度、第一转动角的角度以及第二转动角的角度，得到人体姿态数据；所述人体姿态数据包括所述人体特征点的所述转动角度，所述头部中心点相对于所述头部旋转中心点的第一水平位移，以及所述头部旋转中心点相对于所述身体旋转中心点的第二水平位移；所述第一水平位移由所述第一线段的长度乘以所述第一转动角的角度的正弦函数值得到，所述第二水平位移由所述第二线段的长度乘以所述第二转动角的角度的正弦函数值得到。
8.根据权利要求7所述的人体姿态数据的获取系统，其特征在于，所述头部佩戴装置包括，头部转动数据采集单元、第一无线数据通信单元以及微处理器，所述头部转动数据采集单元以及所述第一无线数据通信单元分别与所述微处理器电连接； 所述头部转动数据采集单元，包括用于获得竖直指向基准的第一三轴加速度计、用于采集所述头部中心点与所述头部旋转中心点之间的第一线段相对于竖直方向的第一转动角的角度的第一三轴陀螺仪以及用于获得水平指向基准的第一三轴磁感仪，所述第一三轴加速度计、所述第一三轴陀螺仪以及所述第一三轴磁感仪分别与所述微处理器电连接。
9.根据权利要求7所述的人体姿态数据的获取系统，其特征在于，所述身体佩戴装置包括，身体转动数据采集单元，第二无线数据通信单元，所述身体转动数据采集单元与所述第二无线数据通信单元电连接； 所述身体转动数据采集单元包括用于获得竖直指向基准的第二三轴加速度计、用于采集所述头部旋转中心点与所述身体旋转中心点之间的第二线段相对于竖直方向的第二转动角的角度的第二三轴陀螺仪以及用于获得水平指向基准的第二三轴磁感仪，所述第二三轴加速度计、所述第二三轴陀螺仪以及所述第二三轴磁感仪分别与所述第二无线通信单元电连接。
10.根据权利要求7所述的人体姿态数据的获取系统，其特征在于，所述头部转动数据采集单元还包括温度采集单元，用于采集人体头部佩戴装置内部温度。
【文档编号】G06F3/01GK104360743SQ201410669423
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】姚尧, 王溯 申请人:姚尧, 王溯