[发明专利]一种基于人体质心位移计算算法的虚拟现实系统

摘要

本发明请求保护一种基于人体质心位移计算算法的虚拟现实系统，其包括：可穿戴虚拟现实设备，设备包括头戴式设备、动作捕捉设备以及一体化背包，头戴式设备包括头戴式显示器，用于显示虚拟场景，动作捕捉设备包括动作捕捉感应器及质心位移计算模块，还用于捕捉人体质心位移移动情况，所述动作捕捉感应器用于分别感应用户身体上多个部位的动作，所述质心位移计算模块用于人体质心位移进行计算，通过采用EMS陀螺仪和加速度计在内的惯性器件，获得人体支撑腿运动情况，求取人体质心的运动情况，一体化背包包括：分别与动作捕捉设备和头戴式显示器连接的处理器；至少一个收纳空间，用于收纳动作捕捉设备。本发明可以提高虚拟现实系统的人体运动控制准确性。

主权项

1.一种基于人体质心位移计算算法的虚拟现实系统，其特征在于，包括：可穿戴虚拟现实设备，设备包括头戴式设备、动作捕捉设备以及一体化背包，头戴式设备包括头戴式显示器，用于显示虚拟场景，动作捕捉设备包括多个适于布置在用户身体上多个部位动作捕捉感应器及质心位移计算模块，还用于捕捉人体质心位移移动情况，所述动作捕捉感应器用于分别感应用户身体上多个部位的动作，所述质心位移计算模块用于人体质心位移进行计算，通过采用EMS陀螺仪和加速度计在内的惯性器件，获得人体支撑腿运动情况，具体包括：根据加速度计测得的数据，判断被测对象处于支撑期还是摆动期；若被测对象处于支撑期时，判断是否是支撑腿，并在支撑腿确定的情况下，求取人体质心的运动情况，包括：首先求取加速度计数据的欧几里得范数和，接着获取单次测定的欧几里得范数和、重力加速度相对误差的算术平方根，并经滤波处理后，最后进行绝对值运算，获得两腿运动的值，将两腿值相乘，判断行人跑步时所处的时期；根据固定在人体身上的惯性设备，求取人体运动时的关节角，并根据人体XOY矢量运动图以及人体运动学模型、几何运动学，求取质心的位置，实现跑步时期人体质心位置的解算；一体化背包包括：分别与动作捕捉设备和头戴式显示器连接的处理器，用于接收动作捕捉设备获取的现实动作信息，并基于现实动作信息和预设的虚拟场景实现虚拟现实效果，并将相应的虚拟现实图像发送至头戴式显示器；至少一个收纳空间，用于收纳动作捕捉设备。