多功能全向移动平台的制作方法

1.本技术涉及vr设备技术领域，具体而言，涉及一种多功能全向移动平台。


背景技术：

2.随着数字虚拟技术的发展，人与数字虚拟世界的交互变得越来越普遍，以vr体验为代表的人机交互普遍存在虚拟世界与现实世界空间不匹配的问题。
3.为了便于人们在有限的现实空间中体验无限的虚拟世界，需要将人在现实世界的移动进行反向的约束或补偿，从而将人限定在特定区域。目前，可通过多方向的传送带叠加并配合穿戴式脚部定位传感器协同实现这一目的。但是该类结构构成复杂，占地较大，且定位传感器需要调试及穿戴等步骤，用户体验感不佳。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种多功能全向移动平台，以解决相关技术中同时具有位置定位和位置约束功能的设备结构复杂，使用时需要额外穿戴定位设备，用户体验较差的问题。
5.为了实现上述目的，本技术提供了一种多功能全向移动平台，该多功能全向移动平台包括：底座、传感器阵列和移动平台组件；其中，
6.所述移动平台组件设于所述底座上，所述移动平台组件包括多个可受驱动主动旋转的传动轮组，多个所述传动轮组用于配合实现x方向和y方向的运动输出，所述x方向和y方向为互相垂直的两个方向；
7.所述传感器阵列设于所述底座上，所述传感器阵列由多个定位传感器以阵列分布形成，所述定位传感器设于所述传动轮组的下方，用于实时获取位于传动轮组上方的脚部位置，所述移动平台组件可基于所述脚部位置控制传动轮组旋转，以将脚部控制在约束位置。
8.进一步的，传动轮组由透明材料制成，
9.或相邻所述传动轮组之间具有安装间隙，所述定位传感器位于所述安装间隙的正下方。
10.进一步的，定位传感器设为安装在所述底座上的光敏传感器或超声波传感器。
11.进一步的，移动平台组件包括设于所述底座上的安装架、以及设于所述安装架内的第一传动轴、第二传动轴；
12.所述第一传动轴设置为若干个并沿x轴分布，所述第二传动轴设置为若干个并沿y轴分布，第一传动轴和第二传动轴的两端均与所述安装架转动连接，所述第一传动轴和所述第二传动轴上下错位布置；
13.所述传动轮组包括若干个第一传动轮和第二传动轮；每个所述第一传动轴上固设有若干个间隔分布的第一传动轮，第一传动轴可受驱动地带动第一传动轮旋转；每个所述第二传动轴上固设有若干个间隔分布的第二传动轮，第二传动轴可受驱动地带动第二传动
轮旋转。
14.进一步的，还包括设于所述安装架四周的摄像头模块，所述摄像头模块的镜头端朝上，用于获取位于传动轮组上的人体姿态图像。
15.进一步的，第一传动轮上沿其轴向开设有第一通槽，第二传动轮上沿其轴向开设有第二通槽。
16.根据本技术的另一方面，提供一种脚部位置约束方法，其特征在于，使用上述的多功能全向移动平台，以及包括如下步骤：
17.设定左脚和右脚的位置约束关系；
18.在运动的过程中，由定位传感器实时获取左脚运动位置和右脚运动位置；
19.当左脚离开移动平台组件时，基于左脚运动位置和位置约束关系控制传动轮组旋转以移动右脚，使右脚运动位置和左脚运动位置保持所述位置约束关系；
20.当右脚离开移动平台组件时，基于右脚运动位置和位置约束关系控制传动轮组旋转以移动左脚，使右脚运动位置和左脚运动位置保持所述位置约束关系。
21.进一步的，定位传感器设为安装在所述底座上的光敏传感器；
22.当左脚和/或右脚在移动平台组件上运动时，若干个光敏传感器检测的数据发生变化，基于数据发生变化的光敏传感器位置确定左脚运动位置和右脚运动位置；
23.所述脚部位置约束方法还包括基于所述传感器阵列中数据变化的定位传感器的位置确定左脚姿态和右脚姿态；
24.当左脚姿态和/或右脚姿态满足设定姿态时，执行与所述设定姿态关联的操作动作。
25.进一步的，设定左脚和右脚的位置约束关系，具体为：
26.确定至少一条第一位置约束连线，所述第一位置约束连线的两端分别连接左脚起始位置和右脚起始位置；
27.将所述第一位置约束连线的中点设为基准点；
28.所述位置约束关系为：左脚和右脚在运动过程中，基于左脚运动位置和右脚运动位置确定第二位置约束连线，控制传动轮组旋转约束所述第二位置约束连线的中点为所述基准点。
29.姿态根据本技术的另一方面，提供一种动作捕捉方法，包括上述的脚部位置约束方法，以及如下步骤：
30.通过摄像头模块获取人体姿态图像，基于所述人体姿态图像通过计算机视觉技术获取人体的关节节点位置；
31.通过佩戴的智能头显装置获取头部位置；
32.基于左脚姿态及运动位置、右脚姿态及运动位置、关节节点位置和头部位置确定人体姿态和动作。
附图说明
33.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
34.图1是根据本技术实施例的爆炸结构示意图；
35.图2是根据本技术实施例的装配结构示意图；
36.图3是图2中局部放大结构示意图；
37.图4是根据本技术实施例中led照明模块的安装结构示意图；
38.图5是根据本技术实施例中led照明模块的安装俯视结构示意图；
39.图6是根据本技术实施例中脚部位置约束的示意图；
40.图7是根据本技术实施例中脚部位置约束方法的流程示意图；
41.其中，1底座，2传感器阵列，21定位传感器，3安装架，4摄像头模块，5移动平台组件，51第二传动轮，511第二通槽，52第一传动轮，521第一通槽，53第二传动轴，531第三轴组，532第四轴组，54第一传动轴，541第一轴组，542第二轴组，60有效输出弧面，70led照明模块。
具体实施方式
42.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都应当属于本技术保护的范围。
43.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。
44.在本技术中，术语“上”、“下”、“内”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
45.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
46.此外，术语“设置”、“设有”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
47.另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
48.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
49.目前，对于人体的运动约束一般是指通过对脚部位置的约束，使人体运动的过程中能够始终位于设定的位置。具体可通过多方向的传动带叠加实现，例如在传统传送带方向的垂直方向安装子传动单元实现多向传动，该结构存在子系统(在传送带上的传送带)结构复杂，运动部件过多，能耗较高的问题。对于人体姿态的捕捉一般是通过在人体的运动关节安装定位装置，通过检测定位装置的空间位置来确定人体姿态。对于脚部运动的捕捉则
需要在脚部穿戴相应的定位装置。
50.因此若要结合脚部位置约束和脚部定位的功能则需要结合目前的约束设备和穿戴定位装置，导致结构整体较为复杂，用户体验感不佳。
51.为解决上述技术问题，如图1所示，本技术实施例提供了一种多功能全向移动平台，该多功能全向移动平台包括：底座1、传感器阵列2和移动平台组件5；其中，
52.移动平台组件5设于底座1上，移动平台组件5包括多个可受驱动主动旋转的传动轮组，多个传动轮组用于配合实现x方向和y方向的运动输出，x方向和y方向为互相垂直的两个方向；
53.传感器阵列2设于底座1上，传感器阵列由多个定位传感器21以阵列分布形成，定位传感器21设于传动轮组的下方，用于实时获取位于传动轮组上方的脚部位置，移动平台组件5可基于脚部位置控制传动轮组旋转，以将脚部控制在约束位置。
54.在本实施例中，该多功能全向移动平台主要由移动平台组件5和安装在移动平台组件5下方的传感器阵列2组成，底座1作为传感器阵列2和移动平台组件5的安装基础。传感器阵列2在本实施例中用于实时获取脚部的运动位置，移动平台组件5可根据传感器阵列2获取的脚部运动位置进行运动补偿，使人体脚部在运动的过程中能够保持在多功能全向移动平台的约束位置。
55.移动平台组件5主要目的在于根据传感器阵列2获取的脚部位置来控制传动轮组旋转，实现运动补偿，将脚部约束在设定位置。对于人体脚部位置约束而言，本实施例主要是对脚部的水平位置进行约束，因此传动轮组只需要能够在水平面上输出运动力即可。由于人体脚部的运动方向是多向的，每个方向在水平面上均可分解至x方向和y方向上，因此传动轮组需要能够输出x方向和y方向的运动力。
56.因此移动平台组件5可由分别能够输出x方向运动和y方向运动的传送履带叠加形成。
57.也可为沿单一方向分布多根转轴，每根转轴上交替布置转轮一和转轮二，转轮一和转轮二表面分别斜置安装子转轮，用以改变转轮旋转的驱动力方向，进而形成两个相互垂直方向的驱动力，转轮一、转轮二上表面可放置待输送的物体或人，转轮一和转轮二能够被单独驱动的旋转，通过控制转轮一、转轮二的转动方向以及转动速度配合其上安装的偏置子转轮来实现x方向和y方向力的输出，以及x方向和y方向合力的输出，从而控制转轮一、转轮二上的人或物移动的方向。
58.为适应本技术中定位传感器21的使用，本实施例对移动平台组件5的一种结构进行说明：
59.移动平台组件5包括设于底座1上的安装架3、以及设于安装架3内的第一传动轴54、第二传动轴53；
60.第一传动轴54设置为若干个并沿x轴分布，第二传动轴53设置为若干个并沿y轴分布，第一传动轴54和第二传动轴53的两端均与安装架3转动连接，第一传动轴54和所述第二传动轴53上下错位布置；
61.传动轮组包括若干个第一传动轮52和第二传动轮51；每个第一传动轴54上固设有若干个间隔分布的第一传动轮52，第一传动轴54可受驱动地带动第一传动轮52旋转；每个第二传动轴53上固设有若干个间隔分布的第二传动轮51，第二传动轴53可受驱动地带动第
二传动轮51旋转。
62.该移动平台组件5由安装架3、设于安装架3内的第一传动轴54、第二传动轴53、第一传动轮52和第二传动轮51组成。安装架3可为框型结构，第一传动轴54和第二传动轴53分别沿x轴方向和y轴方向分布，且第一传动轴54和第二传动轴53均设置为多个，共同形成网状结构。第一传动轴54和第二传动轴53的两端均与安装架3的转动连接，可通过轴承实现转动连接。
63.每个第一传动轴54和第二传动轴53均可单独的被驱动旋转，驱动方式可为在各个传动轴上安装一个驱动电机，由驱动电机驱动旋转。为便于控制第一传动轴54和第二传动轴53分别旋转，第一传动轴54和第二传动轴53应当上下错位布置。为此，本实施例中第一传动轴54布置在第二传动轴53的下方。本实施例中的移动平台组件5在进行运动补偿时主要是通过第一传动轮52和第二传动轮51来实现，其中第一传动轮52和第二传动轮51分别套装在第一传动轴54和第二传动轴53上，并可分别与第一传动轴54和第二传动轴53同步旋转。第一传动轮52的直径大于第二传动轮51的直径，以使第一传动轮52和第二传动轮51的最大直径端可相切于同一水平面。
64.在进行运动补偿时，由驱动电机向第一传动轴54和第二传动轴53提供旋转的动力。当人站在第一传动轮52和第二传动轮51上端的水平面运动时，由驱动电机带动第一传动轮52和第二传动轮51同步旋转，根据脚部在水平面上的运动方向控制第一传动轮52和第二传动轮51在两个方向上输出不同或相同的运动力，从而将人体约束在设定位置。
65.安装架3既作为第一传动轴54和第二传动轴53的安装基础，也作为驱动第一传动轴54和第二传动轴53旋转的动力机构安装基础。此处的动力机构可为安装在安装架3外侧若干个驱动电机。驱动电机最少设置为两个，一个驱动电机用于驱动第二传动轴53，另一个驱动电机用于驱动第一传动轴54旋转。一个驱动电机可对应一个传动轴或多个传动轴，当对应多个传动轴时需要额外在安装架3内布置联动机构，例如皮带、皮带轮、链轮、链条等能够将一个主动端的运动传递至多个从动端的结构。
66.如图1所示，本实施例中的传感器阵列2由多个定位传感器21组成，多个定位传感器21以阵列的方式构成传感器阵列2并安装于底座1之上传动轮组之下。对于相邻传动轮组(相邻第一传动轮52和第二传动轮51之间、相邻第一传动轮52之间、相邻第二传动轮51之间)之间具有足够的安装间隙时，定位传感器21可为安装在安装间隙正下方的光敏传感器或超声波传感器。采用超声波传感器时需要根据回波的时间来对脚部进行定位，采用光敏传感器则需要根据光线的变化来对脚部进行定位。
67.如图4和图5所示，在采用光敏传感器的情况下，多功能移动平台需要较为明亮的使用环境，以使得光敏传感器能够正常工作，在环境光不确定或环境亮度不足的情况下，可在定位传感器21周边安装led照明模块70，led向上以小角度发射光线，此时的工作状态为：无脚部遮挡的区域，led发出的光不影响光敏传感器，有脚部遮挡的区域，led发出的光被脚底反射至光敏传感器，引发传感器数据变化，进而确定脚部姿态及位置。
68.led照明模块70安装位置与光敏传感器呈对应关系亦构成阵列，兼具输出图形及信息的功能，可充当指导用户操作的图形界面。
69.对于其他非本实施例中的移动平台组件构成结构，如果其自身不具备安装间隙，或安装间隙过小、间隙不规则的，传动轮组可采用透光材料制作，仍可通过光敏传感器实现
相关定位功能。
70.以定位传感器21为光敏传感器为例，当人体的脚部踩在第一传动轮52和第二传动轮51上时会遮挡位于脚部下方的光敏传感器，此时对应的光敏传感器的数据将发生变化。由于光敏传感器为预设在底座1上且呈阵列分布的结构，因此各个光敏传感器相对于移动平台的位置是确定和已知的，因此可基于发生变化的光敏传感器位置来判断脚部姿态及位置。
71.以走路向前的动作为例，人体的左脚和右脚交替向前，如果要人体约束在设定位置，那么需要在行走的过程中将左脚控制在a点和a1点，将右脚控制在b点和b1点(如图4所示)。
72.以起始状态为左脚在后，右脚在前，且左脚在a点右脚在b点为例。在左脚抬起并朝向a1点移动的过程中，部分光敏传感器依然会被左脚遮挡，使得被遮挡的光敏传感器相对于未被遮挡的光敏传感器数据发生变化，因此可基于数据发生变化的光敏传感器的位置来确定左脚的实时位置。而在此过程中右脚在b点会向对应的第一传动轮52和第二传动轮51施加向后的摩擦力，而右脚对应的第一传动轮52和第二传动轮51将基于光敏传感器获取左脚位置来将右脚从b点移动至b1点。此时的脚部位置转变为左脚在前，右脚在后，且左脚在a1点右脚在b1点。同理，在进行下一个行走动作时(右脚从b1点移动到b点)，光敏传感器将获取右脚的运动位置，此时则需要控制与左脚对应的第一传动轮52和第二传动轮51旋转将左脚从a1点移动至a点。重复上述步骤即可实现对人体脚部运动位置的实时获取，并基于脚部位置来控制对应的第一传动轮52和第二传动轮51旋转对运动进行补偿，从而将人体约束在设定位置。
73.本实施例中所指的将左脚控制在a点和a1点，将右脚控制在b点和b1点为一种便于理解的针对左脚和右脚的位置约束关系，实质上位置约束关系可设置为其他的形式，例如将位置约束关系设置为左脚和右脚位置的连线中点始终需要位于移动平台的中点等等。在本实施例中光敏传感器用于实时获取左脚和右脚的运动位置，基于当前处于移动中的脚的运动位置和设定的位置约束关系控制第一传动轮52和第二传动轮51旋转，从而移动另一只脚，使左右脚在运动位置上始终保持设定的位置约束关系，从而最终实现基于脚部的运动位置而将人体约束在设定位置的目的。
74.本发明将具有脚部运动定位功能的传感器阵列2与具有运动约束功能的移动平台组件5进行结合，简化了运动约束装置的结构，达到了用户使用时不用额外穿戴定位设备，提高使用体验的技术效果，进而解决了相关技术中同时具有位置约束和位置定位功能的设备结构复杂，使用时需要额外穿戴定位设备，用户体验较差的问题。
75.在vr应用领域中，除了将人体约束在设定位置，还需要捕捉人体的运动动作姿态，从而便于将现实中人体的姿态映射至虚拟空间中。目前，相关技术通过计算机视觉识别技术或佩戴定位装置的方式来实现。在采用计算机识别技术时，为获取完整的人体姿态图像，摄像头位置需要设置于距人体较远位置，使得整个系统是分离的；单摄像头由于视角的局限，可能存在人体的前后遮挡，导致部分关节不在画面中，使得关节位置捕变得不准确。而在采用穿戴式传感器时需要定位基站，定位基站安装在空间特定位置作为定位基准点，此时往往需采用笼式结构或其他分离安装方式，导致整个装置的占用空间较大，结构较为复杂。
76.而当本技术中的移动平台应用在上述环境中时，由于通过传感器阵列2已经能够实时的捕捉人体的脚部姿态及运动位置，因此在采用计算机视觉识别技术来捕捉人体姿态时只需要获取人体的上半身姿态即可，最终通过上位机结合获取的脚部姿态和上半身姿态即可形成完整的人体姿态。
77.因此，本实施例调整了应用计算机视觉识别技术的摄像头模块4的安装位置。具体的，如图1至图2所示，本实施例中的移动平台还包括设于安装架3四周的摄像头模块4，摄像头模块4的镜头端朝上，用于获取位于第一传动轮52和第二传动轮51上的人体姿态图像。
78.在本实施例中，位于安装架3四周的摄像头模块4以低角度方式安装，因此其获取的人体姿态图像主要为人体上半身的姿态图像，通过四周的摄像头模块4获取多角度的人体上半身姿态图像，由上位机或多功能全向移动平台自身通过计算机视觉技术求解出人体上肢及躯干主要关节节点，以及手部关节节点的三维数据，结合传感器阵列2获取的脚部姿态及运动位置来形成完整的人体躯干姿态及动作。
79.本实施例相对其他采用穿戴式传感器或独立摄像头方案而言，整体结构在空间占用上会更小，更便于运输、安置、使用，并且将所有结构均集成至低角度的底座1上，避免了复杂的安装和调试过程，更适用于普通消费者。
80.上述实施例在工作过程中，大多数情况下，x、y方向的传动轮组会同时旋转并合成为与人体运动方向相反的驱动力，此时移动的脚部与x、y方向的传动轮组均存在相对滑动，从而导致传动轮组及脚部的物理磨损。为避免上述状况，可进一步调整移动平台组件中的第一传动轮52和第二传动轮51的构造及相关控制方法，下述实施例将进一步说明：
81.总体思路是：使x、y方向的传动轮组可交替的向脚部施加作用力，从而将任意方向的运动输出，从实时合成转化为分步合成。
82.首先，为避免x、y方向的传动轮组同时与脚部接触，本实施例引入通槽结构，具体的：
83.如图3所示，第一传动轮52上沿其轴向开设有多个均匀分布的第一通槽521，第二传动轮51上沿其轴向开设有多个均匀分布的第二通槽511。
84.如图3所示，若干个第一通槽521将第一传动轮52分为若干有效输出弧面60(位于相邻第一通槽521之间的弧形面)，同样，若干个第二通槽511将第二传动轮51分为若干有效输出弧面60。为了便于解算，可将第一传动轮52和第二传动轮51上的有效输出弧面60的有效弧长，通过不同的轮半径及通槽圆心角配合设置为同一值。
85.如图3所示，每个第一传动轮52上的第一通槽521的圆心角之和可为180
°
，每个第二传动轮51上的第二通槽511的圆心角之和可为180
°
，当然，可以理解的是，第一通槽的圆心角之和也可小于180
°
，第二通槽的圆心角之和也可小于180
°
。
86.在传动轮组旋转的过程中，第一传动轮52与第二传动轮51同步旋转，且同一时间，二者有且仅有其中一者通过有效输出弧面60做有效输出，即有效输出弧面60与脚部接触并旋转带动人体移动。
87.由于人体运动及与之对应的运动补偿在x、y方向上的数值是任意及变化的，而有效输出弧面60实际为固设结构，这就导致了第一传动轮52与第二传动轮51交替的通过有效输出弧面60输出时，难以满足实际补偿要求。
88.为了解决这一问题，可将x、y方向上的传动轮组分别设置为交错的a、b两组，进一
步的，其中一个方向(例如x方向)上的传动轮组a与b同步旋转时保持相位一致(a组与b组上的通槽及有效输出弧面60不交错)，另一个方向(例如y方向)上的传动轮组a与b同步旋转时相位可受控的交错(a组与b组上的通槽及有效输出弧面60交错)。
89.在运动补偿过程中：
90.首先，其中一个方向(例如x方向)上的传动轮组a与b同步旋转向脚部施加作用力，即此方向的传动轮组上的有效输出弧面60与脚部接触，与此同时，其他方向(例如y方向)上的传动轮组上的有效输出弧面60不与脚部接触(此方向的传动轮组a与b可保持旋转或静止，保持旋转为此方向的传动轮组a与b保持在通槽朝上的旋转过程中，保持静止为此方向的传动轮组a与b保持在通槽朝上的状态)；
91.紧接着，当其中一个方向(例如x方向)上的传动轮组a与b完成有效输出后，此方向(例如x方向)上的传动轮组上的有效输出弧面60不与脚部接触(此方向的传动轮组a与b可保持旋转或静止)，与此同时，另一个方向(例如y方向)上的传动轮组a与b同步旋转向脚部施加作用力，即此方向的传动轮组上的有效输出弧面60与脚部接触。循环以上步骤，即可分步的完成对任意方向的运动补偿。
92.具体的，如图3所示，本实施例将两个方向上的传动轮沿传动轴的分布方向分别分为交错的两组，并可单独控制每组传动轮的旋转。
93.沿x轴分布的第一传动轴54分为第一轴组541和第二轴组542，第一轴组541和第二轴组542均包括多个第一传动轴54，第一轴组541和第二轴组542中的第一传动轴54交错分布，第一轴组541和第二轴组542分别连接一个驱动机构；
94.沿y轴分布的第二传动轴53分为第三轴组531和第四轴组532，第三轴组531和第四轴组532均包括多个第二传动轴53，第三轴组531和第四轴组532中的第二传动轴53交错分布，第三轴组531和第四轴组532分别连接一个驱动机构。
95.第一轴组541中的第一传动轴54延伸至安装架3的第一侧并设置有涡轮，第二轴组542中的第一传动轴54延伸至安装架3的第二侧并设置有涡轮，第三轴组531中的第二传动轴53延伸至安装架3的第三侧并设置有涡轮，第四轴组532中的第二传动轴53延伸至安装架3的第四侧并设置有涡轮；
96.安装架3的第一侧、第二侧、第三侧和第四侧均设置有蜗杆，蜗杆与对应的涡轮配合，每个蜗杆连接一个驱动电机。
97.本实施例中移动平台内最小的运动单元为正交分布的两个第一传动轮52和两个第二传动轮51。当需要实现运动补偿时，根据运动解算得到x方向上的x运动向量和y方向上的y运动向量。
98.在进行运动补偿时需要根据x运动向量的模和y运动向量的模的比值、或y运动向量的模和x运动向量的模的比值得到m(1：n)的向量比值，其中1为第一传动轮52或第二传动轮51的有效输出弧面60的弧长，n为第二传动轮51或第一传动轮52的有效输出弧面60的弧长的倍数，n》1，m代表第一传动轮52和第二传动轮51进行有效旋转角度的旋转次数。
99.具体的，以x运动向量的模和y运动向量的模的比值为1:1.4，有效旋转角度为10
°
为例。可先控制第一轴组541和第二轴组542同步进行一次有效旋转角度(有效输出弧面60从接触脚部到脱离脚部)的旋转，完成1的输出。
100.接着，第一轴组541和第二轴组542继续受控旋转(在此期间第一轴组541和第二轴
组542上的各个第一传动轮52可旋转一个第一通槽521对应的圆心角，使第一传动轮52上的下一个有效输出弧面60的起始端位于第一传动轮52的顶点，在第三轴组531及第四轴组532完成有效输出后，可即刻开始新一轮有效输出)；与此同时，控制第三轴组531开始一次有效旋转角度，第四轴组532延后0.4输出，即在第三轴组531旋转4
°
后，第四轴组532才启动旋转，当第三轴组531旋转10
°
(此时第四轴组532旋转6
°
)后，此时第三轴组531完成1的输出，由第四轴组532继续旋转剩余的4
°
完成0.4的输出，最终由第三轴组531和第四轴组532结合起来完成1.4的输出。
101.紧接着，此时可继续控制第三轴组531和第四轴组532继续受控旋转(在此期间第三轴组531和第四轴组532上的各个第二传动轮51可旋转一个第二通槽511对应的圆心角，使第二传动轮51上的下一个有效输出弧面60的起始端位于第二传动轮51的顶点，在第一轴组541及第二轴组542完成有效输出后，可即刻开始新一轮有效输出)。与此同时，控制第一轴组541和第二轴组542进行一次有效旋转角度的旋转，完成1的输出，紧接着再控制第三轴组531和第四轴组532协同输出1.4，重复以上动作，交替进行m次有效旋转角度将人体脚部移动至既定终点位置。
102.当x方向或y方向有任意方向运动向量为0时，在运动补偿过程中，此方向的所有传动轮保持通槽向上状态，另一运动向量不为零的方向，两组交替分布的轴轮同步旋转且有效输出弧面60交错连续向接触面上的脚部输出动力。
103.在单独采用移动平台组件5和定位传感器2的功能时，主要实现的目的为根据脚部运动位置来控制移动平台组件5上的第一传动轮52和第二传动轮51动作，将人体保持在约束位置。本实施例将对具体的脚部定位约束方法进行说明：
104.根据本技术的另一方面，如图6所示，提供一种脚部位置约束方法，该脚部位置约束方法使用上述的多功能全向移动平台，以及包括如下步骤：
105.s10.设定左脚和右脚的位置约束关系；
106.s20.在运动的过程中，由传感器阵列2实时获取左脚运动位置和右脚运动位置，定位传感器2设为安装在底座1上的光敏传感器；当左脚和右脚在移动平台组件5上运动时，若干个光敏传感器检测的光线数据发生变化，基于光线数据发生变化的光敏传感器位置确定左脚运动位置和右脚运动位置，光敏传感器位置为以阵列分布的各个光敏传感器相对于多功能全向移动平台的位置。由于光敏传感器以阵列的方式进行排布，因此脚的移动会影响多个光敏传感器的数据，而将数据产生变化的光敏传感器位置集合后即可得到当前脚部的运动位置以及脚部的姿态(例如分辨当前移动的脚为左脚还是右脚，以及脚的朝向)。
107.s30.当左脚离开移动平台组件5时，基于左脚运动位置和位置约束关系控制传动轮组(第一传动轮52和/或第二传动轮51)旋转以移动右脚，使右脚运动位置和左脚运动位置保持位置约束关系；
108.s40.当右脚离开移动平台组件5时，基于右脚运动位置和位置约束关系控制传动轮组(第一传动轮52和/或第二传动轮51)旋转以移动左脚，使右脚运动位置和左脚运动位置保持位置约束关系。
109.当主动运动的脚部的运动方向仅为x轴方向或y轴方向时，被动运动(即由第一传动轮52和/或第二传动轮51驱动运动)的脚部的运动方向也仅为x轴方向或y轴方向，此时只有与当前运动方向匹配的传动轮会向脚部输出作用力。例如第一传动轮52的旋转方向为y
轴方向，第二传动轮51的旋转方向为x轴方向。
110.当主动运动的脚部的运动方向在分解后只有y轴方向的移动量时，第一传动轮52将向被动运动的脚部输出作用力，实现运动补偿。同理当主动运动的脚部的运动方向的分解后只有x轴方向的移动量时，第二传动轮51将向被动运动的脚部输出作用力，实现运动补偿。当主动运动的脚部的运动方向在分解后同时具有x轴方向和y轴方向移动量，则第一传动轮52根据分解后的y轴移动量来向被动运动的脚部输出作用力，第二传动轮51根据分解后的x轴移动量来向被动运动的脚部输出作用力，从而保持位置约束关系。
111.左脚运动位置为左脚相对移动平台组件5的位置，右脚运位置为右脚相对移动平台组件5的位置。可以通过移动平台组件5的x轴和y轴建立二维坐标轴，每个光敏传感器在该坐标轴上具有一个唯一的坐标，左脚运动位置和右脚运动位置则通过数据产生变化的光敏传感器的坐标确定。
112.左脚和右脚的位置约束关系可以设置为多种形式，本实施例以其中一种形式进行说明：
113.如图5所示，设定左脚和右脚的位置约束关系，具体为；
114.确定至少一条第一位置约束连线，第一位置约束连线的两端分别连接左脚起始位置和右脚起始位置；左脚起始位置为左脚相对移动平台组件5的位置，右脚起始位置为右脚相对移动平台组件5的位置。可在左脚起始位置上确定一个起始定点，在右脚起始位置上确定另一个起始定点，第一位置约束连线即两个起始定点的连线。当左脚和右脚均覆盖在第一传动轮52和第二传动轮51上时，通过阵列分布的光敏传感器可获取左脚和右脚的形状，本实施例中所指的起始定点可为左脚形状的几何中心点和右脚形状的几何中心点；
115.位置约束关系为：左脚和右脚在运动过程中，基于左脚运动位置和右脚运动位置确定第二位置约束连线，第二位置约束连线的确定方式与第一位置约束连线的确定方式相同，均为左脚形状的几何中心点和右脚形状的几何中心点的连线，二者的区别在于第二位置约束连线是在运动过程中获取的，而第一位置约束连线是在运动之前获取的。
116.在运动过程中第二位置约束连线的位置和长度均是处于变化状态的，为实现对脚部位置的约束，需要确定第二位置约束连线相对于第一位置约束连线产生变化的基准点。本实施例中将基准点设置为第一位置约束连线的中点，在运动的过程中通过第一传动轮52和第二传动轮51将第二位置约束连线的中点约束于前述基准点。可以理解的是，该基准点可直接设置为多功能全向移动平台的中心点，通过移动平台组件5和光敏传感器配合可将人体约束在多功能全向移动平台的中部。
117.由于本技术中通过光敏传感器可获取脚部的位置和姿态，因此可通过特定的脚部姿态来实现特定的操作命令输出，使得用户在使用该多功能全向移动平台时，通过脚部动作即可执行一些操作。当安装有led照明模块后，led照明模块安装位置与光敏传感器呈对应关系亦构成阵列，兼具输出图形及信息的功能，可充当指导用户操作的图形界面。
118.具体的，本实施例还包括基于所述传感器阵列中数据变化的定位传感器的位置确定左脚姿态和右脚姿态；
119.当左脚姿态和/或右脚姿态满足设定姿态时，执行与设定姿态关联的操作动作。
120.根据本技术的另一方面，提供一种人体动作捕捉方法，该人体动作捕捉方法包括上述的脚部定位方法，以及如下步骤：
121.通过摄像头模块4获取人体姿态图像，基于人体姿态图像通过计算机视觉技术获取人体的关节节点位置；
122.通过佩戴的智能头显装置获取头部位置；
123.基于左脚姿态及运动位置、右脚姿态及运动位置、关节节点位置和头部位置确定人体姿态和动作。
124.在本实施例中，通过光敏传感器实时获取脚部运动位置和姿态，通过多个低角度的摄像头模块4(普通摄像头、红外摄像头、tof深度摄像头均可)，获取多角度的人体的上半身实时画面，通过计算机视觉技术，求解出人体上肢及躯干主要关节节点，以及手部关节节点的三维数据，通过佩戴的智能头显装置获取头部位置。通过上述数据，将来自多方面的人体关节空间数据汇总至上位机，从而合成出完整的人体姿态及动作。
125.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。