[发明专利]多人环境下单个目标人体运动姿态捕捉方法及系统

说明书

本发明公开了一种多人环境下单个目标人体运动姿态捕捉方法及系统，其中，方法包括以下步骤：动态视角采集图像，并选择目标人体；根据采集的图像计算多人位置及目标人体的三维骨架；估计下一时刻的多人位置以及目标人体的姿态，并且获取最佳观测视角；根据最佳观测视角规划无人机飞行路径，并根据无人机飞行路径控制无人机飞行，以到达最佳观测位置，保证最佳观测视角。该方法可实时计算最佳观测视角，有效避免多人体间的相互遮挡及目标人体自遮挡，从而提高对目标人体运动姿态的捕捉精度，简单易实现。

技术领域

本发明涉及运动人体追踪与动作捕捉应用技技术领域，特别涉及一种多人环境下单个目标人体运动姿态捕捉方法及系统。

背景技术

运动人体追踪与动作捕捉技术是获取人类活动信息，分析自然社会场景下目标人体运动规律的重要技术手段。实时且精准人体运动捕捉的在安防监控、虚拟现实以及电影制作等领域中有着广泛应用。

传统的人体运动捕捉方法是通过采集穿戴在被捕捉人体上的特殊设备发出的信号，然后计算得到人体的三维运动信息，但是这种方法不适用于自然场景下的人体运动捕捉需求。基于视觉的无标记点运动捕捉方法可以通过检测图像中人体的关节点信息，然后通过多视角视觉几何三角化过程计算每个关节点三维位置，进而恢复单人或多人的三维姿态。在多人环境下存在人体之间相互遮挡以及动态场景下目标人体姿态多变而产生的自遮挡，都会造成被捕捉目标信息丢失，无法检测到人体关节点信息，从而造成运动捕捉任务失败。解决遮挡问题的常用方法是搭建大规模固定多相机系统，通过对环境无死角信息采集，保障被捕捉目标全见性，获取目标人体中全部关节点信息。但是在实际应用场景，尤其是进行室外环境下的人体捕捉任务时，稠密相机的搭建会有较高成本且容易受到环境限制，不具备可实施性。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种多人环境下单个目标人体运动姿态捕捉方法，该方法可以提高对目标人体运动姿态的捕捉精度，简单易实现。

本发明的另一个目的在于提出一种多人环境下单个目标人体运动姿态捕捉系统。为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种多人环境下单个目标人体运动姿态捕捉方法，包括以下步骤：动态视角采集图像，并选择目标人体；根据采集的图像计算多人位置及所述目标人体的三维骨架；估计下一时刻的多人位置以及目标人体的姿态，并且获取最佳观测视角；根据所述最佳观测视角规划无人机飞行路径，并根据所述无人机飞行路径控制无人机飞行，以到达最佳观测位置，保证所述最佳观测视角。

本发明实施例的多人环境下单个目标人体运动姿态捕捉方法，可实时计算最佳观测视角，有效避免多人体间的相互遮挡及目标人体自遮挡，从而提高对目标人体运动姿态的捕捉精度，简单易实现。

另外，根据本发明上述实施例的多人环境下单个目标人体运动姿态捕捉方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述采集图像计算多人位置及所述目标人体的三维骨架，包括：通过深度学习网络检测场景中多人在所述采集的图像中的位置及所述目标人体的关节点二维坐标，其中，使用高帧率二维人体骨架检测算法，其输出数据包含每个关节点二维像素位置

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：使用预先校准的双目可见光传感器进行匹配以及三角化，得到相机坐标系下多人体的三维空间位置以及所述目标人体的骨架的三维坐标，并对骨架的三维坐标进行优化，优化函数为：