[发明专利]一种追踪刚体位置信息的方法及其装置、设备

说明书

本发明公开了一种追踪刚体位置信息的方法，包括：获取t＝0时刻和t≥1时刻佩戴在多人身体各部位上的刚体位置信息以及刚体标记点之间最大的距离，根据预设的第一约束条件判断头部刚体位置信息是否是正确的，若否，则利用1€滤波算法预测空间中的刚体标记点位置信息，并根据预设的第二约束条件求取正确的头部刚体位置信息；求取每个人身上的刚体之间位置的距离关系；根据预设的第三约束条件判断该距离关系是否是正确的，若否，则根据预设的第四约束条件求取正确的刚体标记点集合，由此追踪得到准确的刚体位置信息。该方案解决了人体捕捉过程中出现不同人体之间的刚体飞串、刚体误匹配等问题，使得刚体位置计算的正确性大大提升。

技术领域

本发明涉及动作捕捉技术领域，具体涉及一种追踪刚体位置信息的方法及其装置、设备。

背景技术

当前光学动作捕捉系统中，人体动作捕捉一般是通过佩戴在人体身上的刚体进行身体部位的定位和姿态的计算，从而推算出人体的动作等信息，因此刚体定位和姿态解算的正确性非常关键。刚体的追踪包括位置的追踪，位置信息是刚体追踪的关键，现有的1€滤波算法响应较快，延迟较低，可以较好的追踪动态信号，因此1€滤波算法可以用来比较准确地追踪刚体的位置。

现存的动捕系统中，在多刚体、多人动作捕捉的情况下特别容易出现刚体飞串等问题，即不同的人身上的刚体出现了错误的匹配，进而导致人体骨骼姿态解算错误等问题。而这些问题几乎是不可避免的，主要原因是刚体与刚体之间存在局部相似性，即刚体与刚体标记点之间的距离大量相似，以及动捕过程中特别容易存在刚体被遮挡的情况等。导致这些错误的根本原因是基础刚体标记点(初始状态绷定的刚体标记点)与动捕过程中的刚体标记点出现了误匹配，虽然短时间的丢失刚体追踪信息可以通过位置信息约束方法得到非常好的解决效果，但长时间的丢失会产生许多其它问题，比如在较长一段时间内刚体被遮挡后，刚体运动较长距离后再次出现会使得利用位置信息约束的追踪效果非常受限，假如加入预测算法，刚体在较长一段时间丢失后，如果仍然在原来丢失的地方或附近出现，也很可能使得刚体追踪失败。

发明内容

为了解决人体捕捉过程中出现的刚体飞串、刚体误匹配、易丢失等问题，本发明提出一种基于人体约束和1€滤波算法进行追踪刚体正确的位置信息的方法及其装置、设备。

本发明采用的技术方案具体方法如下：

根据第一方面，一种实施例中提供一种追踪刚体位置信息的方法，包括：

S1：获取t＝0时刻和t≥1时刻佩戴在多人身体各部位上的刚体位置信息集合P{(P_1t¹,P_2t,¹...P_pt¹)、(P_1t²,P_2t²,...P_pt²)...(P_1t^N,P_2t^N,...P_pt^N)}，并记下t＝0时刻每个刚体标记点之间的最大距离集合ME{(E₁₀¹,E₂₀¹,...E_p0¹)、(E₁₀²,E₂₀²,...E_p0²)...(E₁₀^N,E₂₀^N,...E_p0^N)}，其中，p为人体部位编号，P_pt为人体部位p上的刚体位置信息，N为人体总个数，.E_p0为人体部位p上的刚体标记点之间的最大距离；

S2：根据预设的第一约束条件判断头部刚体位置信息是否是正确的，若是，则进入步骤S4；