[发明专利]一种自动绑定刚体标记点的方法、装置、设备以及可读存储介质

说明书

本申请提供了一种自动绑定刚体标记点的方法，包括：按照预设距离间隔排放带有光学标记点的刚体，获取标记点三维坐标信息集合并求取距离矩阵；结合实际刚体的最大边长，设置一阈值，如果距离矩阵中标记点与其他点的距离均大于阈值，则去除相应点，并重新求取距离矩阵；对点集合进行界面显示，采用相应算法将属于k个空间点坐标集合的多个点集合以k种颜色显示出来，并在界面中进行错点删除操作，以得到每个刚体的点集合；计算其中一个刚体的点集合的三维分量的平均值，令点集合中的每个三维分量值减去平均值，得到绑定标记点后的基础刚体点集合，由此解决了手动绑定刚体耗时长、操作麻烦等问题。

技术领域

本申请涉及动作捕捉领域，尤其涉及了自动绑定刚体标记点的方法、装置、设备以及可读存储介质。

背景技术

刚体是具备刚性结构的物体，现有光学动捕系统中通过捕捉摄像机组检测刚体的标记点，即刚体上固定的标记点之间保持相对刚体的关系，由此得到标记点的二维坐标点，根据标记点的二维坐标进行跟踪与重构得到三维标记点，然后根据三维标记点的坐标计算出待捕捉刚体对象的位置和姿态等参数。待捕捉刚体对象的位姿与刚体上初始绑定的标记点有关，即刚体初始绑定标记点决定了动作捕捉的位姿信息。然而，目前刚体标记点的初始绑定信息一般是手动的，假如刚体一旦过多，比如100个左右，刚体标记点的绑定会变得很不方便，由此带来耗时长、操作麻烦等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明主要针对刚体绑定耗时长、操作麻烦等问题，提出一种自动绑定刚体标记点的方法、装置、设备以及可读存储介质。

第一方面，本申请提供了一种自动绑定刚体标记点的方法，该方法包括：

按照预设距离间隔排放带有光学标记点的刚体，获取标记点三维坐标信息集合{P_i}，i≤N，N为标记点总个数，并求取距离矩阵D_ij；

结合实际刚体的最大边长，设置一阈值T1，如果距离矩阵D_ij中标记点I与其他点的距离均大于T1，则从{Pi}中去除点I得到{Pi}′，并重新求取{Pi}′的距离矩阵D′_ij；

对集合{Pi}进行界面显示，采用相应算法将属于k个空间点坐标集合{Sc}，c＝1，2，...，k的多个点集合以k种颜色显示出来，并在界面中进行错点删除操作，以得到每个刚体的点集合S({PN1}1，{PN2}2，...，{PNk}k)，其中，N1，N2，...，Nk对应于每个刚体的标记点个数，{PNk}k为第k个刚体的Nk个标记点的坐标集合；

计算其中一个刚体k的点集合{PNk}k的三维分量的平均值令点集合{PNk}k中的每个三维分量值减去平均值得到绑定标记点后的基础刚体点集合S0({PN1}1，{PN2}2，...，{PNk}k)，以完成刚体标记点的自动绑定过程。

所述预设距离间隔为45-55cm。

所述阈值T1为25-50cm。

所述对集合{Pi}进行界面显示，采用相应算法将属于k个空间点坐标集合{Sc}，c＝1，2，...，k的多个点集合以k种颜色显示出来，并在界面中进行错点删除操作包括：

通过电脑界面显示出集合{Pi}中每个刚体标记点，采用相应算法将属于k个空间点坐标集合{Sc}，c＝1，2，...，k的多个点集合以k种颜色显示出来，通过缩放电脑界面可以分辨出相应标记点对应的刚体，若有错点，则手动删除相应的错误的标记点。

所述相应算法包括：

利用kmeans算法首先随机选择集合{Pi}中k个空间点，每个空间点初始代表一个类的平均值或中心，对剩余的每个空间点根据其与各个类中心的距离，将其赋给最近的类，然后重新计算每个类的平均值，直到准则函数收敛，最终准则函数值不再发生变化。

所述准则函数包括：