[发明专利]一种用于人机交互的运动追踪装置及其追踪方法

权利要求书

1.一种用于人机交互的运动追踪装置，包括有运动追踪装置和目标信息处理装置，其特征在于所述的运动追踪装置包括有微惯性测量单元、一特定波长光源及一组视频采集装置；所述目标信息处理装置包括有惯性参数提取单元、运动信息解算单元、图像特征提取单元、三维空间定位单元及多传感器数据融合单元；

所述的微惯性测量单元的信号输出端与所述惯性参数提取单元信号输入端连接；

所述视频采集装置的视频信号输出端与所述图像特征提取单元信号输入端连接；

所述特定波长光源的光信号输入所述视频采集装置；

所述惯性参数提取单元的信号输出端与运动信息解算单元信号输入端连接；

所述图像特征提取单元的信号输出端与三维空间定位单元信号输入端连接；

所述运动信息解算单元和三维空间定位单元的信号输出端均与多传感器数据融合单元信号输入端连接；

所述多传感器数据融合单元信号输出端与外接信号接口连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于人机交互的运动追踪装置，其特征在于所述的微惯性测量单元的信号输出端与所述惯性参数提取单元信号输入端通过无线收发装置无线连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于人机交互的运动追踪装置，其特征在于所述的视频采集装置为摄像机。

4.根据权利要求1所述的一种用于人机交互的运动追踪装置，其特征在于所述的特定波长光源为发出单色光的光源。

5.根据权利要求1所述的一种用于人机交互的运动追踪装置，其特征在于所述的微惯性测量单元用于测量绑定目标的惯性参数。

6.根据权利要求1或4所述的一种用于人机交互的运动追踪装置，其特征在于所述的光源包括至少一特征构图。

7.一种用于人机交互的运动追踪装置追踪方法，包括以下步骤：

(1)将所述微惯性测量单元及特定波长光源与被测目标绑定；

(2)运动追踪装置将目标运动参数传送至目标信息处理系统；

(3)标信息处理系统对获得的目标运动信息进行处理；

(4)通过目标空间坐标、运动姿态信息输出接口将精确的目标运动信息输出至人机交互界面。

8.根据权利要求7所述的一种用于人机交互的运动追踪装置追踪方法，其特征在于步骤(2)包括微惯性测量单元测得目标运动的惯性参数，使用无线发射装置将测得参数实时传送至所述目标信息处理系统的惯性参数提取单元；步骤(2)还包括同时视频采集设备采集与被测目标绑定的所述特定波长光源上的特征构图，并将采集的特征构图传送至图像特征提取单元。

9.根据权利要求7所述的一种用于人机交互的运动追踪装置追踪方法，其特征在于所述步骤(3)包括运动信息解算单元解算从惯性参数提取单元提取到的惯性参数为参数的线性微分方程；微惯性测量单元至少可以测量得到6DOF的数据；运动信息解算单元能以从惯性参数提取单元得到的数据为参数，解算线性微分方程；三维空间定位单元对预处理过的图像进行处理，得到特征构图的图像位置；显示设备上有两台视频采集设备，由三维空间定位单元根据所述图像特征提取单元得到的特征构图图像通过使用立体视觉算法计算特征构图的三维空间坐标；处理特征构图的运动轨迹为特征构图三维空间坐标点序列；多传感器数据融合单元将所述运动信息解算单元及三维空间定位单元解算得到的目标运动信息融合，并输出。