[发明专利]一种肢体姿势识别方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种肢体姿态与位置的感知方法，具体涉及一种通过肢体姿势而传递特征信息的肢体姿势识别方法及装置。

背景技术

近年来，随着多媒体技术的普及与发展，人们在对新型人机交互技术进行不懈的探索。使用肢体、手势等直观的方式完成计算机的操作，已成为一个技术热点。而人的肢体又是一种复杂的执行机制，其灵活度高、表现力丰富且可以完成精细的操作，但这些特性也使其姿态的识别与跟踪成为计算机研究中的重大挑战。

因此，通过各种高科技手段实现的方便、先进、可靠的人机交互系统迎刃而生，很多畅销的电子产品也是由于出色的人机交互手段而产生巨大的经济效益。比如任天堂的WII游戏机，其人机交互手段采取了通过游戏机遥控器内部的加速度（倾角）传感器介入人和游戏的交互方式，从而战胜了其他技术，突出了任天堂技术的先进；而SONY公司的PLAYSTATION III、微软公司的X-BOX以及美国APPLE公司的IPHONE、IPAD，其成功很大程度上也是由于其产品的人机交互手段的先进，比如其接触屏幕界面的电容传感器和画面横竖切换的加速度传感器（倾角）等。

当前，手势识别技术作为人类和计算机之间的交流手段而应用于智能机器人、计算机、游戏机、手机、显示器、自动控制系统、生产技术等各种领域。来自微软公司的US20100199228A1（公开日为2010年8月5日）提供了利用深度摄像头捕获并分析用户的身体姿态，并将其解释为计算机命令的方案。来自Nintendo公司的US20080291160A1(公开日为2008年11月27日)提供了利用红外传感器和加速度传感器捕获用户手部位置的方案。此外，现有技术中还有利用数据手套来辅助对手部姿态的识别的方案。这些方案实现了对手部运动的识别，但也存在着各种不足，而且价格相当昂贵。来自松下电器产业株式会社的CN1276572A提供了使用摄像头对手部进行拍照，然后对图像进行归一化分析，并将归一化得到的图像进行空间投影，并将所得的投影坐标与预先存储的图像的投影坐标进行比较。该方法比较直观，但需要经过复杂的数学计算过程，且无法对手部的空间位置进行识别与跟踪。而近期（2011年10月20日）在英国《每日电讯报》上报导的微软公司研制的新一代体感传感器，其工作方式是把墙壁、汽车、甚至手掌作为人机交互的触摸屏幕。微软研究人员研制的新一代KINECT体感传感器，可以追踪从人的胳膊到墙壁的运动，其原理是在人的肩头使用光学投影仪器，使人手在墙壁等平面的影像当作虚拟计算机键盘。美国卡内基梅隆大学的OMNITOUCH也使用了类似原理。

这些貌似先进的手段，其原理都是如图1所示的通过摄像机102等光学设备拍摄人类手部103的活动而得到手部103的运动图像，然后通过计算机主机101进行图像处理，从而识别手部特定部分的一连串的特定活动，由计算机主机101执行基于由手势识别装置识别到的手势虚拟光标104而进行各种处理。但是，在应用上却存在很多局限性，很多情况下他们的应用不是很方便，例如，当２只手相对光源重叠、２只手不在同一平面、或者是2只手垂直光源、没有光滑平面的时候等等大多数的现实情况下，上述“先进”技术也无法使用；另外，通过图像识别一个姿势的时间往往较长，至少需要10多秒钟，这对于高效率、快节奏的现代人来说无疑是一种折磨。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种肢体姿势识别方法及装置，无需任何光学设备的辅助，而是通过将肢体姿势识别为特征信息而实现人机交互。

本发明为了解决上述技术问题，公开了一种肢体姿势识别方法，所述方法包括如下步骤：

步骤A，分别获取肢体多个部位的运动参数；

步骤B，根据比较肢体各部位的运动参数之间的角度差值而得到肢体的位置变化信息；

步骤C，对肢体的位置变化信息进行识别作为特征信息输出。

进一步，所述肢体多个部位的运动参数是指肢体各部位在具有3个自由度、6个自由度或9个自由度的空间运动参数。

进一步，所述肢体各部位的运动参数之间的角度差值为肢体各部位运动参数的同一自由度之间的角度差值。

进一步，所述肢体各部位的运动参数为肢体各部位在运动状态下的空间位置信息。

本发明还公开了一种肢体姿势识别装置，所述装置包括：微处理器、数据传输模块、处于肢体上不同部位的多个传感器模块，其中，

所述多个传感器模块，用于分别获取肢体上不同部位的运动参数；

所述微处理器，用于计算处于肢体上不同部位的各传感器模块获取的运动参数之间的角度差值，并根据计算出的角度差值而得到肢体的位置变化信息；