[发明专利]一种基于3D体感摄像头的舞蹈姿态教辅方法及系统

权利要求书

1.一种基于3D体感摄像头的舞蹈姿态教辅方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：获取学生端舞蹈过程的深度图数据；

S2：对深度图数据进行骨架提取；

S3：根据提取出的骨架中各关节点在各时刻的坐标计算出每个关节点在目标时刻的特征旋转矩阵；

S4：将各特征旋转矩阵与其对应的预设标准矩阵进行比对，计算相似度并在相似度低于阈值时输出提示信息；

所述步骤S3具体为：根据定义目标关节点的两条方向轴，计算两条方向轴的向量积作为第三条方向轴，三条方向轴加入齐次坐标后构造出方向矩阵；计算目标时刻的方向矩阵相对于前一时刻的方向矩阵的变换矩阵，记为目标时刻的特征旋转矩阵；

所述定义目标关节点的两条方向轴，具体为：

若目标关节点是其他两个关节的交叉点，则选取目标关节点与其相邻的两个关节点各构造一条方向轴；或者，选取目标关节点及其相邻的一个关节点构造一条方向轴，选取与目标关节平行的关节构造另一条方向轴；

若目标关节点是其他三个关节的交叉点，则用目标关节点与其相邻的一个关节点构造一条方向轴，用另外两个相邻的关节点构造一条方向轴。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D体感摄像头的舞蹈姿态教辅方法，其特征在于，在所述步骤S3之前还包括定义目标时刻，具体是选取舞蹈动作各关键时刻定义为目标时刻。

3.根据权利要求1所述的一种基于3D体感摄像头的舞蹈姿态教辅方法，其特征在于，步骤S3中所述的目标时刻为舞蹈持续过程中的所有帧。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D体感摄像头的舞蹈姿态教辅方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：根据提取的骨架实时显示舞蹈动作并标记关节位置；步骤S4中所述在相似度低于阈值时输出提示信息具体是在目标时刻某一关节的相似度低于阈值时标记出关节、并输出该关节的提示信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于3D体感摄像头的舞蹈姿态教辅方法，其特征在于，所述S4具体包括：构造时段特征旋转矩阵，将各时段特征旋转矩阵与其对应的预设标准矩阵进行比对并计算相似度，当目标时段该关节的相似度低于阈值时输出目标时段该关节的提示信息；所述时段特征旋转矩阵即为某一关节在目标时段内所有目标时刻的特征旋转矩阵的集合。

6.根据权利要求1所述的一种基于3D体感摄像头的舞蹈姿态教辅方法，其特征在于，所述S4具体包括：构造动作特征旋转矩阵，将各动作特征旋转矩阵与其对应的预设标准矩阵进行比对并计算相似度，当该时刻动作的相似度低于阈值时输出该动作的提示信息；所述动作特征旋转矩阵即为各关节点在目标时刻的特征旋转矩阵的集合。

7.根据权利要求6所述的一种基于3D体感摄像头的舞蹈姿态教辅方法，其特征在于，所述S4具体包括：构造时段动作特征旋转矩阵，将各时段动作特征旋转矩阵与其对应的预设标准矩阵进行比对并计算相似度，当该时段动作的相似度低于阈值时输出该时段动作的提示信息；所述时段动作特征旋转矩阵即为目标时段内所有目标时刻的动作特征旋转矩阵的集合。