[发明专利]一种基于交变电磁场定位与惯性传感器互相校准的方法

说明书

本发明公开了一种基于交变电磁场定位与惯性传感器互相校准的方法，所述方法包括：人体姿态获得系统中其中一类电磁场辐射器与惯性传感器对应，该类电磁场辐射器与惯性传感器同时获得目标的位移信息；基于人体姿态获得系统，获得该类电磁场辐射器相对于另一类电磁场辐射器的角度信息；利用上述角度信息，对惯性传感器获得的目标水平方向上的角度信息进行校准；将惯性动作捕捉装置与交变电磁场位置计算系统进行结合，用交变电磁场位置计算系统与惯性6轴传感器角度计算互相校准，用前者计算得到的其中一个方向角度信息替代地磁计，使惯性6轴传感器获得长期稳定的校准依据，解决了各自存在的问题。

技术领域

本发明涉及人体动作捕捉领域，具体地，涉及一种基于交变电磁场定位与惯性传感器互相校准的方法。

背景技术

目前的人体动作捕捉技术主要有：

第一种为动作捕捉，如摄像头动作捕捉技术，存在怕光线干扰、怕遮挡的缺陷；

第二种为惯性动作捕捉装置，如抗金属干扰惯性动作捕捉正在，存在精度随时间漂移，不能长时间使用的问题；

第三种为外置式电磁场捕捉，如电磁捕捉装置，存在必须在外置天线系统作用距离内使用，非常容易受干扰的问题；

第四种为穿戴式电磁场捕捉，如基于人体穿戴的电磁捕捉技术，如专利CN201711258283.X，存在受到皮肤伪影等因素的影响，对小尺度上的旋转测量精度下降的问题；在该专利中由于是以测量marker之间的相对距离和角度变化来计算动作的，由于人体皮肤是一个弹性曲面，在骨骼移动的同时，marker所在的位置也受到皮肤和肌肉的拉，所以marker的距离和角度变化是皮肤和骨骼运动的叠加，当骨骼运动尺度比较小的时候，皮肤拉扯带来的影响就会变大，而且这种影响往往是使得测试出现偏差的。

发明内容

本发明提供了一种基于交变电磁场定位与惯性传感器互相校准的方法，将惯性动作捕捉装置与交变电磁场位置计算系统进行结合，用交变电磁场位置计算系统与惯性6轴传感器角度计算互相校准，用前者计算得到的其中一个方向角度信息替代地磁计，使惯性6轴传感器获得长期稳定的校准依据，解决了各自存在的问题。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种基于交变电磁场定位与惯性传感器互相校准的方法，所述方法包括：

人体姿态获得系统中其中一类电磁场辐射器与惯性传感器对应，该类电磁场辐射器与惯性传感器同时获得目标的位移信息；

基于人体姿态获得系统，获得该类电磁场辐射器相对于另一类电磁场辐射器的角度信息；

利用上述角度信息，对惯性传感器获得的目标水平方向上的角度信息进行校准。

进一步的，本方法还包括利用惯性传感器对人体姿态获得系统中的电磁场辐射器获得的目标数据进行校准，进而弥补了人体姿态获得系统在转动角度较小时测量精度不准确的问题，具体为：

该类电磁场辐射器获得目标的位移信息包括若干方向上的位移信息，其中，包括第一至第N个方向的位移信息，N为大于等于2的正整数；其中，K方向相对于其余N-1个方向的位移量最小；

惯性传感器同时获得目标在K方向位的位移信息；

将惯性传感器获得的目标在K方向位的位移信息，作为电磁场辐射器获得的目标在K方向位的位移信息，对电磁场辐射器获得的目标位移信息进行校准。

优选的，所述方法包括：

利用人体姿态获得系统获得目标在alpha方向的位移信息A；其中，目标位移方向包括alpha和beta两个方向，alpha方向的位移量大于beta方向的位移量；

基于目标在alpha方向的位移信息A，获得目标在水平方向的角度变化分量为cos(alpha)；