[实用新型]基于超声波的动作捕捉系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及动作捕捉领域，特别是涉及一种基于超声波的动作捕捉系统。

背景技术

目前，在一些场所，需要对人或者机构的动作进行感应和捕捉。对于简单动作的感应和捕捉，如摆动，旋转，倾斜等，利用的技术主要是加速度感应器、陀螺仪、水平仪等，这些技术已经比较成熟并广泛应用，比如手机，游戏杆等。

对于复杂动作的感应捕捉，尤其是在三维空间的感应和捕捉，目前所用的技术比较少，并且实现难度较大，投入较高。可以查到的技术一是三维照相技术，通过多于两台以上摄影机的照相，经过计算机图像处理后实现动作感应和捕捉；二是感应手套，通过在手套中设置多个感应器，来记录人手的动作实现动作感应和捕捉。但这些技术均存在实现难度大、投入较高的缺点。

实用新型内容

基于上述现有技术所存在的问题，本实用新型实施例提供一种基于超声波的动作捕捉系统，可以方便准确的对被测对象的动作进行捕捉。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：

本实用新型实施例提供一种基于超声波的动作捕捉系统，包括：

多个超声波发送装置、多个超声波接收装置和处理装置；

多个超声波发送装置，用于向动作捕捉场所内的被捕捉对象从多个不同位置连续发送具有不同频谱特征的多个超声波；

多个超声波接收装置，用于设置在被捕捉对象表面不同位置，分别对各个超声波进行接收，并一一转换成电信号；

处理装置，用于将所述多个超声波接收装置转换成的电信号中承载的所接收超声波的频谱特征与所记录的发送的各超声波的频谱特征一一进行匹配，利用接收和发送超声波之间的时间差计算得出被捕捉对象表面不同位置与各超声波的发送位置之间的距离；根据所得出的距离计算确定被捕捉对象在空间中的位置；将所确定被捕捉对象在空间中的位置与已记录被捕捉对象的前一位置进行对比即确定被捕捉对象在空间中的动作轨迹。

所述处理装置包括：

多个记录单元、多个电信号接收单元、计时单元、计算处理单元和输出装置；

多个记录单元，用于分别记录各超声波发送装置所发送超声波的频谱特征；

多个电信号接收单元，用于分别接收所述多个超声波接收装置根据所接收超声波转化的多个电信号；

计时单元，用于根据所述超声波发送装置发送超声波的时刻与所述超声波接收装置接收超声波的时刻得出接收和发送超声波之间的时间差；

计算处理单元，用于利用接收和发送超声波之间的时间差计算得出被捕捉对象与各接收位置之间的距离，并通过得出的距离计算确定被测对象在所定位空间中的空间位置；

输出装置，用于输出被测对象在所定位空间中的空间位置信息。

所述计时单元包括：

多个接收计时子单元、发送计时单元和计算单元；

所述多个接收计时子单元，分别用于记录各超声波接收装置接收到超声波的时刻；

所述发送计时单元，用于记录所述超声波发送装置发送声波的时刻；

计算单元，用于根据所述各接收计时子单元记录的接收到超声波的时刻与所述发送计时单元记录的发送超声波的时刻，计算得出发送超声波与各超声波接收装置接收到超声波之间的时间差。

所述超声波接收装置包括：

超声波接收器和转换单元；

超声波接收器，用于接收超声波；

转换单元，用于将所述超声波接收器接收的超声波转换为电信号。

从上述本实用新型实施例提供的技术方案中可以看出，本实用新型实施例中利用超声波信号传输的速度与电信号传输的速度存在差异的特点，通过测得被捕捉对象表面各点位置在空间中的位置来确定被捕捉对象在空间中的位置，从而利用被捕捉对象在空间中位置与前一位置的对比，确定被捕捉对象的动作变化完成动作捕捉。该方法简单高效，定位精确度高，精度可达毫米级，可以实现大型机构的复杂动作捕捉。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的动作捕捉系统的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的动作捕捉系统的处理装置的结构框图；

图3为本实用新型实施例提供的动作捕捉系统中处理装置的计时单元的结构框图；

图4为本实用新型实施例提供的动作捕捉系统中超声波接收装置的结构框图；

图5为本实用新型实施例提供的动作捕捉系统的捕捉方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

本实施例提供一种基于超声波的动作捕捉系统，可实现对被测对象进行动作捕捉，如图1所示，该系统包括：