[发明专利]人体姿态捕捉装置及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人体姿态(位置、动作)的捕捉装置及其捕捉方法。

背景技术

体感游戏是一类须由玩家用身体的各种动作和/或声音的配合来进行的一种游戏方式。很多大型游戏设备都设置了体感游戏方式，比如摩托赛车就会设置一台摩托车模型来让玩家骑在上面操纵游戏画面中的虚拟摩托车来进行游戏。其优点是增强游戏的趣味性，真实感强。但缺点是大型的游戏设备占用空间大、耗电量大、维护困难，玩家无法搬入自家的客厅中进行游玩。

而可以放在家庭中进行游玩的体感游戏设备通常有以下两种，它们都是对玩家的动作进行捕获来进行游戏：

一种是内置传感器的游戏手柄，传感器可以有一个或多个，传感器的类型包括地磁传感器、加速度传感器、重力传感器、红外光敏感摄像头等。玩家可以拿着手柄做出各种动作进行游戏。

另一种是视频捕获设备，也可以有一个或多个，视频捕获设备的类型包括RGB摄像头、红外摄像头、三维深度摄像头等。视频捕获设备可以用来识别和追踪玩家的身体动作进行游戏。针对使用三维深度摄像头的情况，还可定位出玩家在视频捕获设备前的绝对位置和身体各个部位距离该设备的绝对距离。

但上述两种体感游戏设备都存在着各自的局限性：

对于游戏手柄来说，只能捕获到玩家持游戏手柄的一只手或手臂(当玩家单手持握游戏手柄时)或者双手或手臂(当玩家双手持握游戏手柄时)的单一动作(如转动、挥动等)，无法同时捕获到玩家身体其他部位(未佩戴游戏手柄的部位)的动作，也无法定位玩家距离显示屏幕前的绝对距离。

对于视频捕获设备来说，虽然可以对一人(或多人)的多个身体部位的动作进行捕捉，但是无法捕捉到诸如手臂、头部、腿部等肢体转动等动作。当人体快速运动时，还容易产生跟踪丢失等情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种人体姿态的捕捉装置，可以精确地定位人体位置，并捕获人体动作。为此，本发明还要提供所述人体姿态的捕捉装置的实现方法。

为解决上述技术问题，本发明人体姿态的捕捉装置包括游戏手柄、视频捕获设备、数据接收处理端、显示设备；

所述游戏手柄上包括一个或多个传感器，所述传感器为加速度传感器、陀螺仪传感器、地磁场传感器、红外线传感器中的一种或多种，所述传感器测量所述游戏手柄的运动方向、运动速度、转动角度、转动速度；

所述视频捕获设备包括RGB摄像头、红外摄像头、三维深度摄像头中的一种或多种，所述视频捕获设备拍摄包括使用者身体在内的视频捕获画面；

所述数据接收处理端根据所述游戏手柄和所述视频捕获设备的测量数据，在所述显示设备上显示使用者的身体轮廓及身体各部位的运动姿态。

进一步地，当所述视频捕获设备包括三维深度摄像头时，所述三维深度摄像头测量人体各部分与三维深度摄像头之间的距离。

所述人体姿态的捕捉装置的实现方法为：

当使用者在视频捕获设备的捕获范围之内，所述视频捕获设备拍摄包括使用者身体在内的视频捕获画面，并传输给数据接收处理端；

使用者单手或双手持握游戏手柄，和/或游戏手柄捆绑在使用者身体上，所述游戏手柄测量使用者持握或捆绑游戏手柄部位的运动方向、运动速度、转动角度、转动速度，并提交给数据接收处理端；

所述数据接收处理端根据所述视频捕获设备传输的数据，在视频捕获画面中提取出用户身体轮廓及身体各部位的位置，并在显示设备上显示出具有相同的身体轮廓及身体各部位的位置的虚拟人物；

所述数据接收处理端还根据所述游戏手柄和/或视频捕获设备传输的数据，在显示设备上对虚拟人物的身体各部位行与游戏手柄传输的数据相同的运动方向、运动速度、转动角度、转动速度。

进一步地，当所述视频捕获设备包括三维深度摄像头时，所述三维深度摄像头测量人体各部分与三维深度摄像头之间的距离，并传输给数据接收处理端。

本发明人体姿态捕捉装置及其实现方法能在显示设备上跟踪显示使用者的身体各部位形状、位置和运动、转动情况。

附图说明

图1是本发明人体姿态捕捉装置的结构示意图；

图2是本发明人体姿态捕捉装置在使用时的一个实施例的示意图。

图中附图标记说明：

10-游戏手柄；20-视频捕获设备；21-三维深度摄像头的红外或激光发射装置；22-麦克风；23-RGB摄像头；24-三维深度摄像头；30-数据接收处理端；40-显示设备；50-使用者；51-使用者的运动姿态；60-虚拟人物；61-虚拟人物的运动姿态。