[发明专利]视觉和惯性运动跟踪

权利要求书

1.一种用于跟踪受试体在环境中的运动的运动跟踪系统，该系统包括：

成像设备，其被适配为由所述受试体穿戴；

加速度计，其被适配为由所述受试体穿戴；以及

处理器，其被配置为接收由所述成像设备捕获的所述环境的一系列图像，并根据所述图像形成所述受试体在所述环境中的位置的估计，以及从所述加速度计接收加速度数据，并根据所述加速度数据和所估计的位置来形成携带所述加速度计的所述受试体的身体的部位的运动的估计。

2.根据权利要求1所述的运动跟踪系统，其中，所述处理器被配置为：

在所述图像中检测位于所述环境中的多个标记物中的各个标记物的表示；以及

通过比较所述标记物的表示在不同时间捕获的图像中的位置来形成所述位置的估计。

3.根据权利要求2所述的运动跟踪系统，其中，所述处理器被配置为将所述图像中的各个所述标记物的表示检测为所述图像的相对高亮度区域。

4.根据任一前述权利要求所述的运动跟踪系统，所述运动跟踪系统包括：按照不规则图案设置在所述环境中的多个标记物。

5.根据权利要求4所述的运动跟踪系统，其中，所述标记物是逆向反光的。

6.根据权利要求4或5所述的运动跟踪系统，其中，所述标记物是基本相同的。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的运动跟踪系统，其中，所述标记物位于所述环境的朝向下方的表面上。

8.根据任一前述权利要求所述的运动跟踪系统，其中，所述成像设备被固定至头戴物。

9.根据权利要求8所述的运动跟踪系统，其中，所述成像设备按照如下取向固定到所述头戴物：所述取向使得当穿戴者的头部以直立取向正常穿戴所述头戴物时，所述成像设备的视场的中心向上对准。

10.根据权利要求8或9所述的运动跟踪系统，其中，所述头戴物是帽子。

11.根据权利要求8或9所述的运动跟踪系统，其中，所述头戴物是头戴式设备，所述头戴式设备包括所述头戴式设备的穿戴者看得到的显示器。

12.根据权利要求11所述的运动跟踪系统，其中，所述处理器被配置为使所述显示器上的图像与由所述处理器检测到的所述受试体的头部的运动相对应地摇动和/或倾斜和/或转动。

13.根据权利要求11或12所述的运动跟踪系统，其中，所述处理器被配置为使所述显示器上的图像与由所述处理器检测到的所述受试体的运动相对应地显示环境的虚拟现实图像，所述环境的所述虚拟现实图像对穿过所述环境的运动进行模拟。

14.根据任一前述权利要求所述的运动跟踪系统，所述运动跟踪系统包括被配置为使显示器显示模拟环境中的人物的图像的处理器，其中：

所述人物在所述模拟环境中被显示的位置是根据借助于来自所述成像设备的图像确定的所述受试体在所述环境中的位置的所述估计来确定的；

所述人物被显示的姿势取决于借助于来自所述加速度计的加速度数据确定的所述加速度数据。

15.一种用于跟踪受试体在环境中的运动的方法，该方法包括：

借助于穿戴在所述受试体的身体的第一部位上的成像设备来感测所述环境的一系列图像；

借助于穿戴在所述受试体的身体的第二部位上的加速度计来感测一系列加速度，所述第二身体部位相对于所述第一身体部位通过关节连接；

根据所述图像形成所述受试体在所述环境中的位置的估计；

根据所述加速度数据和所估计的位置形成所述第二身体部位的运动的估计。