[发明专利]支持移动虚拟现实应用的单Kinect多人跟踪系统及方法

权利要求书

1.支持移动虚拟现实游戏的基于单Kinect的多使用者跟踪方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)开启Kinect捕获设备，并记录背景图像信息，将终端与之连接；

(2)初始化场景中参与的使用者人数N_k，当前时刻k＝1，系统中是否发生遮挡标记Occ＝0；

(3)如果k＝1则跳转步骤(8)，否则跳转步骤(4)；

(4)统计当前时刻Kinect可识别的使用者人数N_k，并记录终端陀螺仪的旋转角度；

(5)根据相邻时刻可识别的使用者人数关系，判断当前时刻系统所处的状态，如果N_k＝N_k-1，则跳转步骤(6)；否则，跳转步骤(7)；

(6)通过遮挡发生标记Occ，确定系统所处的状态，如果Occ＝0，则系统处于未遮挡状态，调用未遮挡方法计算使用者位置，跳转步骤(8)；否则，系统处于遮挡持续状态，调用遮挡持续状态方法计算使用者位置，跳转步骤(8)；

当系统处于遮挡持续状态时所使用的用户位置计算方法，从用户影子的角度设计跟踪方法，用影子的运动替代遮挡用户的运动，融合Kinect得到的骨架信息、彩色图像用户影子信息、手机传感器数据完成遮挡用户的位置计算；

(7)如果N_k<N_k-1，则系统处于遮挡出现状态，调用遮挡出现状态方法计算使用者位置，且Occ＝1，跳转步骤(8)；否则，系统处于遮挡消失状态，调用遮挡消失状态方法计算使用者位置，且Occ＝0，跳转步骤(8)；

(8)将计算得到的使用者位置映射到虚拟空间坐标下，保证使用者运动的真实感觉与虚拟设备中所看到的图像之间的空间一致性；

(9)根据(8)中得到的使用者位置和终端陀螺仪的旋转角度，完成对使用者视场与视点的渲染，并通过虚拟现实眼镜实现沉浸式体验；

(10)将k值加一；

(11)判断游戏是否结束，如果是，则结束；否则，跳转步骤(3)。

2.如权利要求1所述的支持移动虚拟现实游戏的基于单Kinect的多使用者跟踪方法，其特征是：所述步骤(6)中系统处于未遮挡状态时所使用的使用者位置计算方法，具体包括以下步骤：

(6-1)根据Kinect提供的骨架信息，记录使用者位置信息和对应的使用者编号信息；

(6-2)根据每个使用者的编号信息，实时更新对应使用者的位置。

3.如权利要求1所述的支持移动虚拟现实游戏的基于单Kinect的多使用者跟踪方法，其特征是：具体包括以下步骤：

假设k时刻被遮挡使用者为p^j，遮挡p^j的使用者为pⁱ，根据Kinect得到的使用者pⁱ的位置、光源的位置，以及pⁱ和p^j之间的物理关系，确定遮挡使用者P^j影子的搜索矩形区域，计算遮挡的使用者的脚位置与影子搜索框的起点位置的差值，Kinect实时捕获的彩色图像，与获取的背景图像进行相减运算，得到遮挡使用者影子的剪影，根据得到的使用者影子剪影，计算影子的中心位置，根据陀螺仪传感器数据，判断遮挡使用者P^j的运动方向，根据相邻帧的影子位置变化，判断遮挡使用者是否发生运动，进而确定遮挡使用者的位置。

4.如权利要求3所述的支持移动虚拟现实游戏的基于单Kinect的多使用者跟踪方法，其特征是：根据使用者Pⁱ与光源的位置不同，搜索矩形框的大小也实时变化，或，若差值大于预先设置的阈值，则认为生成图像是前景图像，并标记为黑色；若差值不大于预先设置的阈值，则认为搜索区域内没有使用者影子。

5.如权利要求1所述的支持移动虚拟现实游戏的基于单Kinect的多使用者跟踪方法，其特征是：所述步骤(7)中系统处于遮挡出现状态时所使用的使用者位置计算方法，具体包括以下步骤：假设k时刻检测到的使用者编号信息集为curID，检索k-1时刻的使用者编号信息集合UID，寻找被遮挡使用者，根据陀螺仪传感器数据，判断遮挡使用者P^j的运动方向，结合运动方向和运动幅度，计算遮挡使用者k时刻的位置。