[发明专利]一种惯性动作捕捉姿态快速校准方法及系统

权利要求书

1.一种惯性动作捕捉姿态快速校准方法，其特征在于：包括以下步骤：

通过姿态捕捉模块获取被捕捉对象在校准姿势下的姿态数据；

根据获取的姿态数据得到姿态捕捉模块佩戴部位的重力加速度和抖动程度，进而根据得到的重力加速度和抖动程度调整被捕捉对象所摆姿势和抖动程度，直至被捕捉对象所摆姿势为校准姿势且被捕捉对象的抖动程度不超过预设阈值为止；

根据姿态捕捉模块在调整后的姿态数据计算得到第一变换关系，所述第一变换关系反映地理坐标系与被捕捉对象佩戴部位坐标系的变换关系；

根据姿态捕捉模块在调整后的姿态数据和第一变换关系计算得到第二变换关系，所述第二变换关系反映姿态捕捉模块坐标系与被捕捉对象佩戴部位坐标系的变换关系；

根据第二变换关系对姿态捕捉模块输出的姿态数据进行第一次校准；

其中，所述根据获取的姿态数据得到姿态捕捉模块佩戴部位的重力加速度和抖动程度，进而根据得到的重力加速度和抖动程度调整被捕捉对象所摆姿势和抖动程度，直至被捕捉对象所摆姿势为校准姿势且被捕捉对象的抖动程度不超过预设阈值为止这一步骤，具体包括：

取若干组能表征校准姿势特征的姿态捕捉模块的四元数，并根据取的四元数得到姿态捕捉模块各佩戴部位重力加速度的三轴分量；

根据姿态捕捉模块各佩戴部位重力加速度的三轴分量判断被捕捉对象所摆姿势是否为校准姿势，若是，则直接执行下一步骤，反之，则在调整被捕捉对象所摆姿势为校准姿势后执行下一步骤；

将所有姿态捕捉模块输出的四元数进行求和，并根据求和的结果在时域上的差值来判断被捕捉对象的抖动程度是否超过预设阈值，若是，则调整被捕捉对象直至被捕捉对象的抖动程度不超过预设阈值后执行根据姿态捕捉模块在调整后的姿态数据计算得到第一变换关系这一步骤，反之，则直接执行根据姿态捕捉模块在调整后的姿态数据计算得到第一变换关系这一步骤。

2.根据权利要求1所述的一种惯性动作捕捉姿态快速校准方法，其特征在于：还包括以下步骤：

计算得到第三变换关系，所述第三变换关系反映虚拟模型在初始状态下被捕捉对象佩戴部位坐标系与虚拟模型所在世界坐标系的变换关系；

根据第三变换关系对姿态捕捉模块第一次校准后的姿态数据进行第二次校准。

3.根据权利要求1所述的一种惯性动作捕捉姿态快速校准方法，其特征在于：所述被捕捉对象为人体，所述校准姿势具体为：双手伸直垂下，掌心向内，两腿垂直站立，两脚平行。

4.根据权利要求2所述的一种惯性动作捕捉姿态快速校准方法，其特征在于：所述虚拟模型为机器人，所述初始状态具体为：两手左右伸开保持水平，两腿垂直地面站立，两脚平行。

5.根据权利要求1所述的一种惯性动作捕捉姿态快速校准方法，其特征在于：所述根据姿态捕捉模块在调整后的姿态数据计算得到第一变换关系这一步骤，具体为：

取姿态捕捉模块在调整后的若干组姿态数据的均值，并令各被捕捉对象佩戴部位坐标系方向一致，计算出地理坐标系至被捕捉对象佩戴部位坐标系的四元数，从而得到对应的第一变换关系。