[发明专利]一种多Kinect串联的步态数据时空合并方法与测量装置

权利要求书

1.一种多Kinect串联的步态测量装置，其特征在于，包括至少两台Kinect，其中：一台Kinect设置在步道正对面，其余Kinect设置在步道同一侧；放置在步道右侧的两个相邻Kinect之间的采集范围有交集，每台Kinect均连接有计算机，所述Kinect用于采集人体关节点的三维坐标值；所述计算机用于对Kinect采集的三维坐标值进行处理，得到合并后的步态数据。

2.根据权利要求1所述的一种多Kinect串联的步态测量装置，其特征在于，放置在步道一侧的Kinect的镜头与步道成45度角。

3.根据权利要求1所述的一种多Kinect串联的步态测量装置，其特征在于，所述Kinect安装在可调节高度和角度的支撑支架上。

4.根据权利要求1所述的一种多Kinect串联的步态测量装置，其特征在于，所述连接不同Kinect的计算机通过无线局域网进行通讯。

5.一种基于权利要求1所述的步态测量装置的多Kinect串联的步态数据时空合并方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，初始化Kinect参数：设置Kinect以30帧/秒的速率采集人体关节点的三维坐标值；

步骤2，使用多个Kinect对同一受测者进行数据采集，获取受测者的步态数据，所述步态数据为人体关节点的三维坐标值；

步骤3，将多个Kinect采集的步态数据进行坐标转换，将多个Kinect采集的步态数据转换至目标坐标系下，得到坐标转换之后的步态数据；

步骤4，将步骤3得到的坐标转换之后的步态数据分为两部分，一部分是只有本Kinect采集到的步态数据，另外一部分是和相邻Kinect同时采集到的步态数据，再将所有和相邻Kinect同时采集到的步态数据进行合并，得到长距离的自然步态数据。

6.根据权利要求5所述的一种多Kinect串联的步态数据时空合并方法，其特征在于，所述步骤3中，选取Kinect的最佳测量范围中的步态数据进行坐标转换，所述最佳测量范围指受测者距离Kinect为1.8m-3.5m。

7.根据权利要求5所述的一种多Kinect串联的步态数据时空合并方法，其特征在于，所述步骤3中，目标坐标系为正对步道的Kinect的坐标系。

8.根据权利要求5所述的一种多Kinect串联的步态数据时空合并方法，其特征在于，所述步骤3中，坐标转换公式为：R^a,b是Kinect a和Kinect b之间的旋转矩阵，τ^a,b是Kinect a和Kinect b的平移向量，是Kinect a采集的人体关节点三维坐标值，是Kinect a采集的人体关节点三维坐标值坐标转换之后的值，j代表帧数，其中，Kinecta和Kinect b相邻。

9.根据权利要求5所述的一种多Kinect串联的步态数据时空合并方法，其特征在于，所述步骤4中，相邻的两个Kinect每一帧的步态数据合并的过程如下：

公式中，为步态数据合并后重叠区域的一帧步态数据，Z为步态数据合并后的步态数据，v^n-1是Kinect#(n-1)在重叠区域所占的比例，vⁿ是Kinect#(n)在重叠区域所占的比例；为了平衡两个Kinect采集的步态数据；当vⁿ＝v^n-1＝0.5时可以取得良好的效果；是只有Kinect#(n-1)可以采集到的步态数据，是Kinect#(n-1)在重叠区域中采集的步态数据，是只有Kinect#n可以采集的步态数据，为步态数据合并后重叠区域的步态数据；是Kinect#n在重叠区域中采集的步态数据，是Kinect#(n-1)在重叠区域中采集的步态数据。