[发明专利]用于对肢体的至少部分进行运动跟踪的装置和方法

权利要求书

1.一种用于对肢体的至少部分进行运动跟踪的装置，所述肢体包括两个以关节连接的直的部分，所述装置包括：

运动传感器(110c)，其被附着到所述肢体的所述部分以测量所述肢体的所述部分的取向，所述取向是根据所述运动传感器(110c)的输出而导出的；

相机(120)，其用于捕获运动中的所述肢体的所述部分以及被附着到所述肢体的所述部分的预定义位置(110a、110b、110d)的标记的图像，附着有所述标记的所述预定义位置是根据所述运动跟踪而预先定义的，以确保所述标记在由所述相机(120)在所述运动期间所捕获的每幅图像中是能观测到的，所述标记在由所述相机(120)捕获的每幅图像中的位置作为参考位置；

处理器，其用于基于参考位置、与每个参考位置相对应的取向、所述肢体的所述部分的预先确定的长度以及所述预定义位置，通过确定所述肢体的所述部分的两端在图像空间中的空间位置，来估计所述肢体的所述部分的移动；

其中，所述肢体是臂或腿。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述标记是被附着到所述肢体的所述部分的各自预定义位置(110a、110b、110d)的多个能区分的标记中的一个标记，以确保至少一个标记在由所述相机(120)在所述运动期间所捕获的每幅图像中是能观测到的。

3.根据权利要求1或2所述的装置，还包括校准单元，所述校准单元通过确定取向空间的坐标系与所述图像空间的坐标系之间的角差来使所述取向空间与所述图像空间对准，其中，所述取向空间对应于所导出的取向的空间。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述校准单元包括要被附着到所述相机的罗盘。

5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述校准单元包括要被附着到所述相机的运动传感器。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述处理器还以由所述运动传感器(110c)测得的所述角差来补偿对所述肢体的所述部分的所述移动的所述估计。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述肢体的所述部分的所述预先确定的长度是根据所述肢体的长度基于统计学比率而导出的。

8.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述空间位置是所述图像空间中的位置。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述处理器还通过基于预先确定的映射规则将所述图像空间中的所述空间位置映射至实际空间来估计所述实际空间中的移动。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述实际空间中的所述移动是以下中的一项：旋转角、角速度、角加速度、线速度和运动轨迹。

11.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述运动传感器包括以下中的两个或更多个：加速度计、磁力计和陀螺仪。

12.一种对肢体的至少部分进行运动跟踪的方法，所述肢体包括两个以关节连接的直的部分，所述方法包括以下步骤：

测量(S101)所述肢体的所述部分的取向，所述取向是根据被附着到所述肢体的所述部分的运动传感器(110c)的输出而导出的；

捕获(S102)运动中的所述肢体的所述部分以及被附着到所述肢体的所述部分的预定义位置(110a、110b、110d)的标记的图像，附着有所述标记的所述预定义位置是根据所述运动跟踪而预先定义的，以确保所述标记在由相机(120)在所述运动期间所捕获的每幅图像中是能观测到的，所述标记在由所述相机(120)捕获的每幅图像中的位置作为参考位置；

基于参考位置、与每个参考位置相对应的取向、肢体的所述部分的预先确定的长度以及所述预定义位置，通过确定所述肢体的所述部分的两端在图像空间中的空间位置，来估计(S103)所述肢体的所述部分的移动；

其中，所述肢体是臂或腿。