[发明专利]一种运动员人体姿态测量方法

说明书

本发明公开一种运动员人体姿态测量方法，包括如下步骤：获取待测运动员在运动过程中按时间排序的多方位视图，作为待测图像组序列；基于待测图像组序列得到待测运动员各关节点的二维图像坐标序列；基于待测运动员各关节点的二维图像坐标序列得到待测运动员各关节点的初步三维空间坐标序列；基于待测运动员各关节点的初步三维空间坐标序列构建待测运动员的人体三维骨架模板；基于骨架各关节点之间的运动链关系驱动人体三维骨架模板，并与待测运动员各关节点的初步三维空间坐标序列进行匹配优化，得到待测运动员各关节点的实际三维空间坐标序列。能够有效的对运动员运动过程中的姿态进行测量，具有测量过程简单、成本低、实时性高等特点。

技术领域

本发明涉及姿态测量技术领域，具体是一种运动员人体姿态测量方法。

背景技术

姿态测量特别是人体的姿态测量已经有越来越广泛的应用，对姿态测量的方法有广泛的使用需求。现有技术中姿态测量，多采用以下几种方法或装置：

1，使用有机械连接的角度传感器测量作为被测目标的目标物的位置。如机械式的虚拟现实输入手套。利用该手套的五个手指均连接有多个角度传感器，将人手的动作状态输入到计算机。这种输入多用于远程机械手控制、虚拟显示仿真、人手仿生学研究，还有三维动画制作过程中的人手姿态测量。也可在人体躯干、四肢和头部安装类似的角度传感器，以输入整个人体的姿态。其缺点是由于有机械连接，无法使被测姿态的人或物自由运动，测量角度和精度均受限制，且被测目标的人感觉非常不舒服。

2，光球摄像法姿态测量。这种方法是将作为被测目标的人体身着全黑色紧身服装，身体的各个关节和关键点绑定若干对特定波长光线有强烈反射作用的光球，以测量人体状态。使用时人体在黑色不反光的幕布前做出各种需要测量的动作，并用前述的特定波长的灯光照射被测人体，有若干台带有该特定波长滤色片的摄像机从多个角度对目标进行摄像。由多个摄像机摄到的图像经过高速计算机进行三维重构，得出被测目标的运动姿态。这种方法广为使用，特别是电影特技拍摄、人体运动姿态测量、互动娱乐角色建模等方面运用最为广泛。其好处是对于快速的运动相应较好，但是设备昂贵，因为要进行大量三维图像处理。如果要实时测量姿态，那对于处理设备的计算能力要求则更高，多采用大型图形工作站等进行处理。

3，三维激光线扫描摄影建模。利用两只或多只激光线立体扫描器，通过测距的方法得到被测目标的轮廓模型，进而将多个方向的轮廓模型用计算机进行组合，成为一个静态三维模型，而以随时间的多个三维模型经过插值，得到被测目标的姿态变化。其缺点是不能测量高速运动的目标。

以上三种姿态测量方法皆限于过程复杂、费用高、使用不方便等问题，无法有效的适用于运动员在运动过程中的实时姿态测量。

发明内容

针对现有技术中姿态测量过程复杂、费用高、使用不方便等问题，本发明提供一种运动员人体姿态测量方法，能够有效的对运动员运动过程中的姿态进行测量，具有测量过程简单、成本低、实时性高等特点。

为实现上述目的，本发明提供一种运动员人体姿态测量方法，包括如下步骤：

步骤1，获取待测运动员在运动过程中按时间排序的多方位视图，作为待测图像组序列；

步骤2，基于待测图像组序列得到待测运动员各关节点的二维图像坐标序列；

步骤3，基于待测运动员各关节点的二维图像坐标序列得到待测运动员各关节点的初步三维空间坐标序列；

步骤4，基于待测运动员各关节点的初步三维空间坐标序列构建待测运动员的人体三维骨架模板；

步骤5，基于骨架各关节点之间的运动链关系驱动人体三维骨架模板，并与待测运动员各关节点的初步三维空间坐标序列进行匹配优化，得到待测运动员各关节点的实际三维空间坐标序列。