[发明专利]一种虚拟装配中旋摆动作测时方法

权利要求书

1.一种虚拟装配中旋摆动作测时方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、通过Kinect V2设备采集双手的骨骼信息，并且每0.1s存储一次；

步骤二、旋摆运动中心的确定；

步骤三、旋摆动作的判定；

步骤四、连续和断续旋摆运动的判定和计算；

步骤五、异常动作判定的剔除；

所述的步骤一的方法如下：

启动Kinect V2设备，通过Kinect V2中的深度相机获取人体25个部位骨骼点数据，其中25个部位骨骼点包括头、颈、肩中心、左拇指、右拇指、左指尖、右指尖、左手、右手、左手腕、右手腕、左肘、右肘、左肩膀、右肩膀、脊柱、髋关节中心、左臀、左膝盖、左脚踝、左脚、右臀、右膝盖、右脚踝、右脚；

所述的步骤二的方法如下：

获取人体左手和右手的骨骼点数据，获取任一手移动过程的连续四点A₁(x₁,y₁,z₁)、A₂(x₂,y₂,z₂)、A₃(x₃,y₃,z₃)、A₄(x₄,y₄,z₄)，如果与夹角θ₁不等于0，做垂直于A₁和A₂中点的平面B₁，做垂直于A₃和A₄中点的平面B₂，以平面B₁和平面B₂的法向量做外积得到直线的方向向量，在联立方程中随机取一个z，得到x，y，从而得到点向式直线方程l₁；如果与夹角θ₂不等于0，根据点A₁、A₂、A₃求得水平面B₃，反之，根据点A₁、A₂、A₄求得水平面B₃；最后根据点向式直线方程l₁和水平面B₃求得立体圆心C(X,Y,Z)，即为旋摆运动中心；

具体如下：根据A₁(x₁,y₁,z₁)、A₂(x₂,y₂,z₂)、A₃(x₃,y₃,z₃)、A₄(x₄,y₄,z₄)，得到向量

计算当θ₁等于0时，将A₁点排除，导入下一骨骼点，再计算θ₁；

反之，取A₁与A₂中点得到点法式平面

取A₃与A₄中点得到点法式平面

两平面直线的方向向量是

其中设C₁为(y₂-y₁)×(z₄-z₃)-(z₂-z₁)×(y₄-y₃)，

C₂为(z₂-z₁)×(x₄-x₃)-(x₂-x₁)×(z₄-z₃)，

C₃为(x₂-x₁)×(y₄-y₃)-(y₂-y₁)×(x₄-x₃)；

方向向量即为n₁＝(C₁i，C₂j，C₃k)；联立平面方程B₁和B₂，取任意实数Z＝z，选取即可消除一个变量，解得X＝x、Y＝y；得到点向式直线方程l₁：

假定与夹角不等于0，根据点A₁、A₂、A₃求得到向量

做法向量可得

其中设C₄为(y₂-y₁)×(z₃-z₂)-(z₂-z₁)×(y₃-y₂)，

C₅为(z₂-z₁)×(x₃-x₂)-(x₂-x₁)×(z₃-z₂)，

C₆为(x₂-x₁)×(y₃-y₂)-(y₂-y₁)×(x₃-x₂)；

法向量即为n₂＝(C₄i,C₅j,C₆k)，平面方程B₃即为C₄(X-x₁)+C₅(Y-y₁)+C₆(Z-z₁)＝0，化简可得C₄X+C₅Y+C₆Z＝C₄x₁+C₅y₁+C₆z₁；

设C₄x₁+C₅y₁+C₆z₁为D，平面方程B₃即可表示为C₄X+C₅Y+C₆Z＝D；

点向式直线方程l₁取方程等于未知数N，可得X＝NC₁-x、Y＝NC₂-y、Z＝NC₃-z，带入水平面B₃即可解得未知数N，从而得到立体球心C(X,Y,Z)，即为旋摆运动中心；

假定与夹角θ₂等于0，根据点A₁、A₂、A₄求得到向量依上步骤可求得立体球心。