[发明专利]运动轨迹仿真方法及系统

说明书

本发明实施例提供一种运动轨迹仿真方法及系统，涉及运动轨迹仿真技术领域。所述方法应用于运动轨迹仿真系统，所述系统包括通信连接的运动传感器及终端设备；所述方法包括：终端设备显示待仿真人体的人体模型，所述人体模型包括根节点和多个子节点，每个运动节点在待仿真人体上对应一佩戴有所述运动传感器的运动关节；运动传感器采集运动节点的运动数据，并将采集的运动数据发送给终端设备；终端设备根据运动数据计算得到子节点相对于根节点的位置变化参数，并根据该位置变化参数更新人体模型中运动节点的位置，同时将人体模型的运动轨迹进行显示。运用本方法及系统，可准确捕捉到人体运动轨迹并获得仿真动画，解决仿真动画失真的问题。

技术领域

本发明涉及运动轨迹仿真技术领域，具体而言，涉及一种运动轨迹仿真方法及系统。

背景技术

目前，动作捕捉技术作为虚拟现实的关键技术，已越来越多地应用到人体仿真、影视制作和游戏设计等领域。现有技术中，应用于人体运动仿真的动作捕捉技术主要通过传感器检测追踪点的位置和方向变化进行动作捕捉。

然而，在现有技术中，仅仅对数据采集设备采集的数据进行了简单的处理，没有根据人体运动学原理和空间几何学原理对人体的姿态数据进行分析和优化，从而导致在仿真过程中存在动作失真的问题。同时，在数据采集过程中随着时间的增长会导致采集的数据产生累计偏差，因此，在仿真过程中还可能存在动作姿态不准确的问题。

发明内容

为了克服现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种运动轨迹仿真方法及系统，其中，所述方法运用时可有效解决仿真过程中动作失真的问题。

为了实现上述目的，本发明较佳实施例采用的技术方案如下：

本发明实施例提供一种运动轨迹仿真方法，应用于运动轨迹仿真系统，所述系统包括通信连接的运动传感器及终端设备，所述运动传感器佩戴在人体的不同运动关节上，所述方法包括：

所述终端设备显示待仿真人体的人体模型，所述人体模型包括以髋关节为根节点以及以其余人体运动关节为子节点的多个运动节点，每个运动节点在所述待仿真人体上对应一佩戴有所述运动传感器的运动关节；

所述运动传感器采集各个运动节点的运动数据，并将采集的运动数据发送给终端设备；

终端设备根据采集的运动数据计算得到各个子节点相对于所述根节点的位置变化参数；

所述终端设备根据各个子节点相对于所述根节点的位置变化参数更新所述人体模型中运动节点的位置，并将更新前后所述人体模型的运动轨迹进行显示。

进一步地，在所述终端设备显示待仿真人体的人体模型之前，所述方法还包括，创建人体模型的步骤，该步骤包括：

根据所述待仿真人体的体型数据及面部图像创建人体轮廓；

根据待仿真人体佩戴运动传感器的运动关节的位置，在人体轮廓的对应位置上确定运动节点，得到人体模型。

进一步地，所述根据所述待仿真人体的体型数据及面部图像创建人体轮廓的步骤包括：

获取待仿真人体的体型数据及面部图像，其中，所述体型数据包括人体尺寸，所述面部图像包括人脸正面图像、左斜侧面图像和右斜侧面图像；

通过人体骨骼模型算法对所述人体尺寸进行处理，获得骨架模型参数；

从所述人脸正面图像、左斜侧面图像和右斜侧面图像中提取特征点，获得特征点的坐标向量并根据所述坐标向量生成人脸样本；

通过仿射变换将所述人脸样本映射到标准人脸模板，得到三维人脸；

根据所述骨架模型参数及所述三维人脸创建人体轮廓。

可选地，所述通过仿射变换将所述人脸样本映射到标准人脸模板，得到三维人脸的步骤包括：