本發(fā)明涉及識別技術領域,特別是涉及一種動作評估系統(tǒng)。
背景技術:
在日常的學習和工作中,可以通過動作訓練,進行標準動作的學習,例如,針對戲曲動作、舞蹈動作的學習。在動作訓練過程中,傳統(tǒng)方式是根據(jù)老師或教練員的肉眼和經(jīng)驗進行現(xiàn)場評估與指導,評估結果具有一定的主觀性。但目前,已出現(xiàn)了可以通過動作評估系統(tǒng)進行評估以給予動作訓練者指導的方式,這種方式具有客觀性,指導具有較高的準確率。
現(xiàn)有的動作評估系統(tǒng),一般包括評估設備和多個無線動作捕捉單元,多個無線動作捕捉單元固定在動作訓練者的預設肢體部位,用于采集動作訓練者的運動信息,并將采集到的運動信息發(fā)送至評估設備,評估設備對所接收到的運動信息進行處理獲得姿態(tài)信息,將獲得的姿態(tài)信息與標準動作的姿態(tài)信息進行對比,獲得對比結果,所獲得的對比結果用于指導動作訓練者的學習。
具體使用時,針對一些對姿態(tài)要求比較的高的動作訓練,需要獲得準確的對比結果,才能使動作訓練者更好地進行標準動作的學習。例如,戲曲、舞蹈等動作的學習。以戲曲為例,由于戲曲之美在于每個精確、規(guī)范、完美的動作,因此,在學習戲曲動作時,需要獲得準確的對比結果來指導戲曲學習者學習。然而,針對現(xiàn)有的動作評估系統(tǒng),如果動作比較復雜,動作幅度比較大,就會使無線動作捕捉單元松動或脫落,直接導致對應無線動作捕捉單元所采集的運動信息不準確。而如果為了防止無線動作捕捉單元松動或脫落,將無線動作捕捉單元較緊的綁定在人的身上,會使動作訓練者身體感到不適,進而又會影響動作訓練者做動作。因此,難以通過無線動作捕捉單元采集到較準確的運動信息,這樣就直接導致根據(jù)所采集的運動信息獲得姿態(tài)信息不準確,進而導致最終的對比結果不準確。
有鑒于此,現(xiàn)有的動作評估系統(tǒng)存在著對比結果不準確的問題亟待解決。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種動作評估系統(tǒng),以提高對比結果的準確性。具體技術方案如下:
本發(fā)明實施例提供的一種動作評估系統(tǒng),包括:至少一個視覺傳感器、無線動作捕捉單元和評估設備;
所述至少一個視覺傳感器,用于接收所述評估設備發(fā)送的采集指令,在動作訓練者外圍的指定位置點,采集動作訓練者的預設目標關節(jié)的位置信息,并將采集的位置信息發(fā)送至所述評估設備;其中,所述預設目標關節(jié)為預設的人體關節(jié),且數(shù)量為多個;
所述無線動作捕捉單元,用于接收所述評估設備發(fā)送的采集指令,采集對應預設肢體部位的運動信息,并將所采集的運動信息發(fā)送至所述評估設備;其中,預設肢體部位是根據(jù)所述預設目標關節(jié)設定的人體部位,且數(shù)量為多個,所述無線動作捕捉單元的數(shù)量為多個,且分別固定在每個預設肢體部位處;
所述評估設備,用于每隔預設時間段,向每個視覺傳感器和每個無線動作捕捉單元發(fā)送采集指令;接收所述視覺傳感器發(fā)送的位置信息和所述無線動作捕捉單元發(fā)送的運動信息;將所接收的運動信息和位置信息進行融合,得到每個時刻動作訓練者的姿態(tài)信息;將所獲得的姿態(tài)信息與預存的標準動作信息幀中對應時刻的姿態(tài)信息做對比,獲得對比結果。
可選的,所述評估設備,包括:
數(shù)據(jù)存儲模塊,用于存儲預設的標準動作信息幀;
信號收發(fā)模塊,用于每隔預設時間段,向每個視覺傳感器和每個無線動作捕捉單元發(fā)送采集指令;接收所述視覺傳感器發(fā)送的位置信息和所述無線動作捕捉單元發(fā)送的運動信息;
姿態(tài)融合模塊,用于將所接收的運動信息和位置信息進行融合,得到每個時刻動作訓練者的姿態(tài)信息;
信息對比模塊,用于從所述數(shù)據(jù)存儲模塊中獲取所述標準動作信息幀,并將所獲得的姿態(tài)信息與所獲取的標準動作信息幀中對應時刻的姿態(tài)信息做對比,獲得對比結果。
可選的,所述姿態(tài)融合模塊包括:
坐標轉換單元,用于根據(jù)所接收的運動信息,以及所述預設肢體部位和所述預設目標關節(jié)的關系,計算每個預設目標關節(jié)的位置信息,針對接收到的和計算得到的每個位置信息進行轉換坐標系處理,獲得同一坐標系下的過渡位置信息;
信息融合單元,用于將預設時間范圍內的所有過渡位置信息加權求和,得到每個時刻每個預設目標關節(jié)的目標位置信息;
姿態(tài)呈現(xiàn)單元,用于根據(jù)得到的目標位置信息,計算每個時刻由預設的多對預設目標關節(jié)點所確定的肢體部位的姿態(tài)信息。
可選的,所述視覺傳感器為活動式結構光深度傳感器或活動式tof深度傳感器;
或者,
所述視覺傳感器為活動式結構光深度傳感器和活動式tof深度傳感器。
可選的,所述視覺傳感器的數(shù)量為兩個;一個視覺傳感器為活動式結構光深度傳感器,對應的指定位置點為第一位置點;
另一個視覺傳感器為活動式tof深度傳感器,對應的指定位置點為第二位置點。
可選的,所述姿態(tài)信息包括角度信息。
可選的,多個預設肢體部位包括:頭部、左肩、右肩、左上臂、右上臂、左下臂、右下臂、左手、右手、胸口、腰、左上腿、右上腿、左下腿、右下腿、左腳和右腳的任意組合。
可選的,所述評估設備還包括:
存儲數(shù)據(jù)修改模塊,用于接收修改所述標準動作信息幀的指令,并根據(jù)所述指令修改所述標準動作信息幀。
可選的,所述評估設備還包括:
動作信息幀構建模塊,用于根據(jù)所獲得的每個時刻動作訓練者的姿態(tài)信息構建動作信息幀,并通過所構建的動作信息幀驅動預設的人體模型在三維空間中運動,并顯示所述人體模型的運動。
可選的,所述評估設備還包括:
實時顯示模塊,用于在所述動作信息幀構建模塊顯示所述人體模型的運動時,實時顯示相應時刻的姿態(tài)信息的對比結果。
本發(fā)明實施例提供了一種動作評估系統(tǒng),通過評估設備下發(fā)采集指令,至少一個視覺傳感器和多個無線動作捕捉單元會各自對應采集位置信息和運動信息等數(shù)據(jù),并發(fā)送至評估設備,使得評估設備每次可以從每個視覺傳感器獲得一套位置信息數(shù)據(jù),從多個無線動作捕捉單元處可以獲得一套運動信息數(shù)據(jù)。評估設備將至少一個視覺傳感器和多個無線動作捕捉單元采集的至少兩套數(shù)據(jù)融合,獲得一套姿態(tài)信息,通過將獲得姿態(tài)信息與標準的姿態(tài)信息對比,獲得對比結果,用于指導動作訓練者進行標準動作的學習。
通過視覺傳感器和無線動作捕捉單元進行數(shù)據(jù)采集,能夠在不影響動作訓練者動作的情況下采集數(shù)據(jù)。經(jīng)過將至少兩套數(shù)據(jù)融合獲得的姿態(tài)信息,視覺傳感器采集的數(shù)據(jù)可以彌補無線動作捕捉單元由于松動或脫落而導致的自身采集的數(shù)據(jù)不準確的缺陷,而無線動作捕捉單元采集的數(shù)據(jù)又可以彌補視覺傳感器由于視覺遮擋而導致的采集的數(shù)據(jù)不準確的缺陷。因此,融合后得到的姿態(tài)信息更準確,直接將姿態(tài)信息對比獲得對比結果也就更準確。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例提供的動作評估系統(tǒng)的第一種結構示意圖;
圖2為本發(fā)明實施例提供的動作評估系統(tǒng)的第二種結構示意圖;
圖3為本發(fā)明實施例提供的動作評估系統(tǒng)的第三種結構示意圖;
圖4為本發(fā)明實施例提供的動作評估系統(tǒng)的一種實際應用布局圖。
具體實施方式
下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
目前,動作評估系統(tǒng)應用于不同領域的動作的評估,例如,戲曲領域、各類舞蹈領域,甚至體育領域。但是,現(xiàn)有的動作評估系統(tǒng)還存在對比結果不準確的技術問題,為了解決這些技術問題,本發(fā)明實施例提供了一種動作評估系統(tǒng)。
參照圖1,圖1為本發(fā)明實施例提供的動作評估系統(tǒng)的第一種結構示意圖,包括:視覺傳感器、無線動作捕捉單元和評估設備;
視覺傳感器,用于接收評估設備發(fā)送的采集指令,在動作訓練者外圍的對應的指定位置點,采集動作訓練者的預設目標關節(jié)的位置信息,并將采集的位置信息發(fā)送至評估設備;其中,預設目標關節(jié)為預設的人體關節(jié),且數(shù)量為多個。視覺傳感器的數(shù)量為至少一個,且一個視覺傳感器對應一個指定位置點。
本發(fā)明實施例中的視覺傳感器可以是固定式的視覺傳感器,固定式的視覺傳感器能夠對其固定的視覺范圍內的動作訓練者,進行預設目標關節(jié)的位置信息的采集。當然,本發(fā)明實施例中的視覺傳感器也可以是活動式的視覺傳感器,活動式的視覺傳感器能夠跟蹤動作訓練者,對其掃過的較大視覺范圍內的動作訓練者,進行預設目標關節(jié)的位置信息的采集。例如,任一個視覺傳感器可以為活動式結構光深度傳感器或活動式tof深度傳感器,具體的,如果視覺傳感器的數(shù)量為兩個或兩個以上,可以包括一部分活動式結構光深度傳感器和另一部分活動式tof深度傳感器,也可以全部都是活動式結構光深度傳感器,還可以全部都是活動式tof深度傳感器。
一個視覺傳感器每一時刻可以針對動作訓練者的全部預設目標關節(jié)采集一套位置信息,即包括每個預設目標關節(jié)的位置信息的信息。不同的視覺傳感器采集位置信息所采用的坐標系可能不同,也可能相同。一個視覺傳感器采集的位置信息是指在該視覺傳感器對應坐標系中的位置信息,例如,一個視覺傳感器以該視覺傳感器所處的指定位置點為原點,以動作訓練者面對該視覺傳感器時的右手坐標系為該視覺傳感器采集位置信息時的坐標系,采集一個預設目標關節(jié)(頭)的位置信息為坐標(0,0,1.7)。
需要說明的是,預設目標關節(jié)可以是根據(jù)具體的動作來設定的,例如,一套涉及全身的戲曲動作,可以將頭、左肩、右肩、左手肘、右手肘、左手、右手、腰關節(jié)點、左膝蓋、右膝蓋、左腳和右腳設置為預設目標關節(jié)。而一套僅涉及下半身的舞蹈動作,就可以將腰關節(jié)點、左膝蓋、右膝蓋、左腳和右腳作為預設目標關節(jié)。
無線動作捕捉單元,用于接收評估設備發(fā)送的采集指令,采集對應預設肢體部位的運動信息,并將所采集的運動信息發(fā)送至評估設備;其中,預設肢體部位是根據(jù)預設目標關節(jié)設定的人體部位,且數(shù)量為多個,無線動作捕捉單元的數(shù)量為多個,且分別固定在每個預設肢體部位處。
具體應用時,無線動作捕捉單元可以通過綁帶綁在預設肢體部位;其中,多個無線動作捕捉單元實際上是作為一套采集設備使用,每個時刻可以采集包括每個預設肢體部位的運動信息的一套數(shù)據(jù)。
需要說明的是,預設肢體部位是根據(jù)預設目標關節(jié)設定的人體部位。例如,預設目標關節(jié)包括左手肘、右手肘,則預設肢體部位就可以包括左上臂、右上臂、左下臂、右下臂。具體實施時,多個預設肢體部位可以包括:頭部、左肩、右肩、左上臂、右上臂、左下臂、右下臂、左手、右手、胸口、腰、左上腿、右上腿、左下腿、右下腿、左腳和右腳的任意組合。另外,本領域技術人員可以理解的是,如何將預設肢體部位和預設目標關節(jié)的數(shù)據(jù)進行融合,是需要知道哪些預設肢體部位與預設目標關節(jié)進行對應的,因此,通過這些對應關系可以根據(jù)預設目標關節(jié)來設置預設肢體部位。
另外,無線動作捕捉單元屬于現(xiàn)有設備,運動信息可以包括角速度信息、加速度信息等等,在此不做具體限定。例如,一種無線動作捕捉單元,可以是內部設有陀螺儀的傳感器,這樣無線動作捕捉單元就可以采集到陀螺儀的角速度信息作為對應預設肢體部位的運動信息。
評估設備,用于每隔預設時間段,向每個視覺傳感器和每個無線動作捕捉單元發(fā)送采集指令;接收視覺傳感器發(fā)送的位置信息和無線動作捕捉單元發(fā)送的運動信息;將所接收的運動信息和位置信息進行融合,得到每個時刻動作訓練者的姿態(tài)信息;將所獲得的姿態(tài)信息與預存的標準動作信息幀中對應時刻的姿態(tài)信息做對比,獲得對比結果。
其中,評估設備可以為臺式計算機、筆記本電腦、平板電腦、智能手機等具有計算處理功能的設備,在此不做具體限定。視覺傳感器與評估設備可以通過有線連接,也可以通過無線連接,無線動作捕捉單元與評估設備無線連接,這里所說的無線連接,可以是通過wifi信號或藍牙信號實現(xiàn)的連接。例如,評估設備具體為計算機,計算機將采集指令通過以太網(wǎng)交換機發(fā)送給wifi無線路由器,wifi無線路由器再將采集指令通過wifi信號轉發(fā)給無線動作捕捉單元;無線動作捕捉單元接收到采集指令后,采集運動信息并將運動信息發(fā)送給wifi無線路由器,wifi無線路由器再將接收到的運動信息通過以太網(wǎng)交換機轉發(fā)給計算機。
預設時間段可以根據(jù)實際需要來設定,例如,一般情況下,可以設置成10毫秒。動作變換緩慢,則可以設定相對較長的時間段15毫秒;動作變換快,則可以設定相對較短的時間段8毫秒。另外,評估設備,可以同時向視覺傳感器和無線動作捕捉單元發(fā)送采集指令,也可以不同時向它們發(fā)送采集指令。
需要說明的是,每個視覺傳感器和每個無線動作捕捉單元在接收到采集指令后,分別對應采集位置信息和運動信息,然后將各自采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至評估設備,這樣,評估設備就可以獲得不同時刻的位置信息和運動信息。評估設備再將所接收的運動信息和位置信息進行融合,就可以得到每個時刻每個預設目標關節(jié)的姿態(tài)信息。通過每個時刻動作訓練者的姿態(tài)信息可以準確地描述動作訓練者的姿態(tài)動作,最后,通過將獲得姿態(tài)信息與標準的姿態(tài)信息對比,就可以準確地獲得對比結果,即兩者的差別,用于指導動作訓練者。
應用圖1所示實施例,通過評估設備下發(fā)采集指令,至少一個視覺傳感器和多個無線動作捕捉單元會各自對應采集位置信息和運動信息等數(shù)據(jù),并發(fā)送至評估設備,使得評估設備每次可以從每個視覺傳感器獲得一套位置信息數(shù)據(jù),從多個無線動作捕捉單元處可以獲得一套運動信息數(shù)據(jù)。評估設備將至少一個視覺傳感器和多個無線動作捕捉單元采集的至少兩套數(shù)據(jù)融合,獲得一套姿態(tài)信息,通過將獲得姿態(tài)信息與標準的姿態(tài)信息對比,獲得對比結果,用于指導動作訓練者進行標準動作的學習。
通過視覺傳感器和無線動作捕捉單元進行數(shù)據(jù)采集,能夠在不影響動作訓練者動作的情況下采集數(shù)據(jù)。經(jīng)過將至少兩套數(shù)據(jù)融合獲得的姿態(tài)信息,視覺傳感器采集的數(shù)據(jù)可以彌補無線動作捕捉單元由于松動或脫落而導致的自身采集的數(shù)據(jù)不準確的缺陷,而無線動作捕捉單元采集的數(shù)據(jù)又可以彌補視覺傳感器由于視覺遮擋而導致的采集的數(shù)據(jù)不準確的缺陷。因此,融合后得到的姿態(tài)信息更準確,直接將姿態(tài)信息對比獲得對比結果也就更準確。
在圖1所示實施例的一種實施方式中,評估設備,包括:數(shù)據(jù)存儲模塊、信號收發(fā)模塊、信號收發(fā)模塊和信息對比模塊(圖中未示出);
數(shù)據(jù)存儲模塊,用于存儲預設的標準動作信息幀;
信號收發(fā)模塊,用于每隔預設時間段,向每個視覺傳感器和每個無線動作捕捉單元發(fā)送采集指令;接收視覺傳感器發(fā)送的位置信息和無線動作捕捉單元發(fā)送的運動信息;
信號收發(fā)模塊,用于將所接收的運動信息和位置信息進行融合,得到每個時刻動作訓練者的姿態(tài)信息;
信息對比模塊,從數(shù)據(jù)存儲模塊中獲取標準動作信息幀,并將所獲得的姿態(tài)信息與所獲取的標準動作信息幀中對應時刻的姿態(tài)信息做對比,獲得對比結果。
進一步的,姿態(tài)融合模塊包括:坐標轉換單元、坐標轉換單元和姿態(tài)呈現(xiàn)單元(圖中未示出);
坐標轉換單元,用于根據(jù)所接收的運動信息,以及預設肢體部位和預設目標關節(jié)的關系,計算每個預設目標關節(jié)的位置信息,針對接收到的和計算得到的每個位置信息進行轉換坐標系處理,獲得同一坐標系下的過渡位置信息;
坐標轉換單元,用于將預設時間范圍內的所有過渡位置信息加權求和,得到每個時刻每個預設目標關節(jié)的目標位置信息;
姿態(tài)呈現(xiàn)單元,用于根據(jù)得到的目標位置信息,計算每個時刻由預設的多對預設目標關節(jié)點所確定的肢體部位的姿態(tài)信息。
根據(jù)從每個無線動作捕捉單元接收的運動信息,以及預設肢體部位和預設目標關節(jié)的關系,計算每個預設目標關節(jié)的位置信息,這個過程屬于現(xiàn)有技術,在此不做贅述。
針對評估設備進行的坐標系轉換處理,具體可以先選定統(tǒng)一的坐標系,將一個視覺傳感器采集的位置信息所采用的坐標系與統(tǒng)一的坐標系做差,然后,根據(jù)坐標系之間的差別,把一個視覺傳感器所采集的位置信息轉換到統(tǒng)一的坐標系中,得到一套過渡位置信息,包括每個預設目標關節(jié)的過渡位置信息。針對其他視覺傳感器和多個無線動作捕捉單元采集數(shù)據(jù),可以采用同樣的方法進行統(tǒng)一坐標系處理。當然,為了減少計算量,可以將至少一個視覺傳感器采集數(shù)據(jù)所采用的坐標系和多個無線動作捕捉單元所采集的數(shù)據(jù)所使用的坐標系中的任一個坐標系作為統(tǒng)一的坐標系。
需要說明的是,這里的預設時間范圍可以根據(jù)實際的采集間隔設置,但預設時間范圍內,評估設備所接收到的數(shù)據(jù)應該包括位置信息和運動信息兩類數(shù)據(jù)。預設時間范圍可以設置為0,也可以設置為大于0的數(shù)。
參照圖2,圖2為本發(fā)明實施例提供的動作評估系統(tǒng)的第二種結構示意圖,該動作評估系統(tǒng),相比于圖1所示實施例,區(qū)別點在于,視覺傳感器的數(shù)量為兩個;
其中,一個視覺傳感器為活動式結構光深度傳感器,對應的指定位置點為第一位置點;
另一個視覺傳感器為活動式tof深度傳感器,對應的指定位置點為第二位置點。
需要說明的是,第一位置點和第二位置點都是在動作訓練者外圍預設的位置點,可以根據(jù)動作的實際需求來設定,具體采用哪個位置作為第一位置點,哪個位置做第二位置點,在此不做具體限定。例如,動作訓練者做動作時,常面對的一側的某一位置作為第一位置點,常背對的一側的某一位置點作為第二位置點。
具體應用時,活動式結構光深度傳感器可以從第一位置點對其掃過的較大視覺范圍內的動作訓練者,進行預設目標關節(jié)的位置信息的采集;活動式tof深度傳感器可以從第二位置點對其掃過的較大視覺范圍內的動作訓練者,進行預設目標關節(jié)的位置信息的采集。
應用圖2所示實施例,采用兩個視覺傳感器和多個無線動作捕捉單元等三套采集設備分別進行位置信息、運動信息和位置信息等數(shù)據(jù)的采集,三套數(shù)據(jù)之間能夠互相補充,進一步提高數(shù)據(jù)的準確性。相比于采用一個視覺傳感器和多個無線動作捕捉單元等兩套數(shù)據(jù)采集設備,采集的數(shù)據(jù)更充分也更準確。采用活動式結構光深度傳感器和活動式tof深度傳感器,兩個視覺傳感器的工作原理不同,且可以通過擺放位置來避免兩者采集數(shù)據(jù)時所用光線之間的干擾,因此,這兩個視覺傳感器之間的采集數(shù)據(jù)時不會相互影響,使得最終各自采集的數(shù)據(jù)都較準確。如果采用更多的視覺傳感器,較多視覺傳感器之間可能由于工作原理相同而相互影響,且位置擺放相對較緊密,容易使視覺傳感器采集數(shù)據(jù)時所用光線之間產生干擾。因此,采用活動式結構光深度傳感器和活動式tof深度傳感器這兩個視覺傳感器性能更好。需要說明的是,活動式結構光深度傳感器和活動式tof深度傳感器的工作原理屬于現(xiàn)有技術,在此不做贅述。
本發(fā)明實施例的一種實施方式中,所述姿態(tài)信息包括角度信息,例如,上手臂與下手臂的夾角。本領域技術人員可以理解的是,由于每個人的身高不同,所以各部分關節(jié)的在同一狀態(tài)下的位置信息也不同,而采用角度信息可以更加準確的描述動作訓練者的動作以及標準動作,從而提高對比結果的準確性。
本發(fā)明實施例的一種實施方式中,評估設備還包括:存儲數(shù)據(jù)修改模塊(圖中未示出);
存儲數(shù)據(jù)修改模塊,用于接收修改標準動作信息幀的指令,并根據(jù)指令修改標準動作信息幀。
本領域技術人員可以理解的是,可以采用上述動作評估系統(tǒng)或其他動作評估系統(tǒng),先對標準動作進行數(shù)據(jù)采集,然后通過融合獲得姿態(tài)信息,最終通過多個時刻的多個預設目標關節(jié)的姿態(tài)信息構建標準動作信息幀。其中,其他動作評估系統(tǒng)為現(xiàn)有的評估系統(tǒng)。存儲數(shù)據(jù)修改模塊在接收到修改標準動作信息幀的指令后,根據(jù)指令修改標準動作信息幀,以便動作評估系統(tǒng)后期進行動作評估時,用于與融合的姿態(tài)信息做對比,進而提高動作評估系統(tǒng)適用范圍的廣泛性,例如,將標準動作信息幀存儲于數(shù)據(jù)存儲模塊中。
本發(fā)明實施例的一種實施方式中,評估設備還包括:動作信息幀構建模塊(圖中未示出);
動作信息幀構建模塊,用于根據(jù)所獲得的每個時刻動作訓練者的姿態(tài)信息構建動作信息幀,并通過所構建的動作信息幀驅動預設的人體模型在三維空間中運動,并顯示人體模型的運動。
可以理解的是,通過上述方式,可以獲得準確的姿態(tài)信息,構建動作信息幀,并驅動人體模型運動,可以使動作訓練者通過觀看人體模型的運動,直觀地看到比較接近自己真實訓練動作的模擬動作。使動作訓練者可以從感官上更準確地判斷所做動作的優(yōu)劣,是否具有美感等等。根據(jù)所構建的動作信息幀可以進一步獲得空間姿態(tài)參數(shù),包括:加速度、角速度、地磁、四元數(shù)、歐拉角以及空間位置坐標、位移、方向角、旋轉角、速度、位移加速度、角速度等參數(shù),可以用來進一步闡述動作信息幀的內容。具體如何通過動作信息幀獲得這些參數(shù),屬于現(xiàn)有技術,在此不做贅述。
另外,為了能夠更加準確地獲知所做動作與標準動作之間的差距,進一步的,評估設備還包括:實時顯示模塊(圖中未示出);
實時顯示模塊,用于在動作信息幀構建模塊顯示人體模型的運動時,實時顯示相應時刻的姿態(tài)信息的對比結果。這樣,通過人體模型的運動,配合對比結果的實施展示,使得展示結果更精確且直觀。
參照圖3和圖4,圖3為本實施例提供的動作評估系統(tǒng)的第三種結構示意圖,圖4為本發(fā)明實施例提供的動作評估系統(tǒng)的一種實際應用布局圖。該動作評估系統(tǒng)包括結構光深度傳感器、tof深度傳感器、無線動作捕捉設備、計算機和電源,電源用于給結構光深度傳感器、tof深度傳感器、無線動作捕捉設備和計算機供電。具體應用時,可以參照圖4來擺放或布置光深度傳感器、tof深度傳感器、無線動作捕捉設備的無線動作捕捉單元和計算機等。
結構光深度傳感器,用于接收計算機發(fā)送的采集指令,在動作訓練者外圍的第一位置點,采集動作訓練者的預設的預設目標關節(jié)的位置信息,并將采集的位置信息發(fā)送至評估設備;其中,預設目標關節(jié)為預設的人體關節(jié),且數(shù)量為多個;
tof深度傳感器,用于接收評估設備發(fā)送的采集指令,在動作訓練者的外圍的第二位置點,采集動作訓練者的所有預設目標關節(jié)的位置信息,并將采集的位置信息發(fā)送至評估設備;
無線動作捕捉設備,包括多個無線動作捕捉單元,每個無線動作捕捉單元分別固定在每個預設肢體部位處,其中,預設肢體部位是根據(jù)預設目標關節(jié)設定的人體部位,且數(shù)量為多個;
無線動作捕捉設備的無線動作捕捉單元,用于接收評估設備發(fā)送的采集指令,采集對應預設肢體部位的運動信息,并將所采集的位置信息發(fā)送至評估設備;
計算機,用于每隔預設時間段,同時向結構光深度傳感器、tof深度傳感器和無線動作捕捉設備的每個無線動作捕捉單元發(fā)送采集指令,接收結構光深度傳感器、tof深度傳感器分別發(fā)送的位置信息,接收無線動作捕捉設備的每個無線動作捕捉單元發(fā)送的運動信息;將所接收的運動信息和位置信息進行融合,得到每個時刻動作訓練者的姿態(tài)信息,將所獲得的姿態(tài)信息與預存的標準動作信息幀中對應時刻的姿態(tài)信息做對比,獲得對比結果。
在圖3所示實施例的一種實施方式中,計算機,用于根據(jù)從每個無線動作捕捉單元接收的運動信息,以及預設肢體部位和預設目標關節(jié)的關系,計算每個預設目標關節(jié)的位置信息;針對從結構光深度傳感器、tof深度傳感器接收的每個位置信息和計算得到的位置信息進行轉換坐標系處理,獲得同一坐標系下的過渡位置信息;將同一時刻同一預設目標關節(jié)的所有過渡位置信息加權求和,得到每個時刻每個預設目標關節(jié)的目標位置信息;根據(jù)得到的目標位置信息,計算每個時刻由預設的多對預設目標關節(jié)點所確定的肢體部位的姿態(tài)信息。
在圖3所示實施例的一種實施方式中,姿態(tài)信息包括角度信息。例如,上手臂與下手臂的夾角。本領域技術人員可以理解的是,由于每個人的身高不同,所以各部分關節(jié)的在同一狀態(tài)下的位置信息也不同,而采用角度信息可以更加準確的描述動作訓練者的動作以及標準動作,從而提高對比結果的準確性。
本發(fā)明實施例的一種實施方式中,評估設備中設有數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫用于存儲預設的標準動作信息幀;
評估設備,還用于接收修改數(shù)據(jù)庫中的標準動作信息幀指令,并根據(jù)指令修改標準動作信息幀。
本領域技術人員可以理解的是,可以采用上述動作評估系統(tǒng)或其他動作評估系統(tǒng),先對標準動作進行數(shù)據(jù)采集,然后通過融合獲得姿態(tài)信息,最終通過多個時刻的多個預設目標關節(jié)的姿態(tài)信息構建標準動作信息幀。評估設備在接收到數(shù)據(jù)庫的修改指令后,將標準動作信息幀存儲于數(shù)據(jù)可中,以便動作評估系統(tǒng)后期進行動作評估時,用于與融合的姿態(tài)信息做對比,進而提高動作評估系統(tǒng)適用范圍的廣泛性。
在圖3所示實施例,計算機還用于根據(jù)所獲得的每個時刻每個預設目標關節(jié)的姿態(tài)信息構建動作信息幀,并通過所構建的動作信息幀驅動預設的人體模型在三維空間中運動,并顯示人體模型的運動。
另外,為了能夠更加準確地獲取所做動作與標準動作之間的差距,進一步的,評估設備在人體模型在三維空間中運動時,實時顯示相應時刻的姿態(tài)信息的對比結果。這樣,通過人體模型的運動,配合對比結果的實施展示,使得展示結果更精確且直觀。
需要說明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來,而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且,術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
本說明書中的各個實施例均采用相關的方式描述,各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可,每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其,對于系統(tǒng)實施例而言,由于其基本相似于方法實施例,所以描述的比較簡單,相關之處參見方法實施例的部分說明即可。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等,均包含在本發(fā)明的保護范圍內。