[发明专利]一种刚体标记点优化选择方法、设备及光学动作捕捉系统

说明书

本发明公开了一种刚体标记点优化选择方法，包括：获取步骤：获取多个具有不同支撑杆长度的标记点坐标集合，该坐标集合融合了螺纹插槽、支撑杆和螺纹面等参数，然后通过自检步骤去掉不符合预设的自检条件的刚体，以及通过校验步骤逐一保存符合预设的校验条件的刚体到第二组合中，最后通过计算步骤对新加入第二组合的刚体按能与其组成相似三角形的刚体总数进行排序，则排在前面的刚体为优先选择用于动作捕捉的刚体，使得具有标记点动捕系统中存在的刚体姿态不稳定、刚体匹配不准确或不稳定等问题得到了明显的改善，同时使动捕系统出现这些问题的概率明显减少。

技术领域

本发明涉及动作捕捉技术领域，具体涉及一种刚体标记点优化选择方法、设备及光学动作捕捉系统。

背景技术

在现有的标记点动捕系统中，刚体和标记点的安装是有一定的要求的，刚体的特性在一定程度上决定了系统动捕的准确性。现有的标记点动捕系统中往往存在刚体姿态不稳定、刚体匹配不准确或不稳定等问题，而这些问题几乎是不可避免的。

为了降低系统出现上述问题的概率，需要解决以下问题：(1)对于单个刚体而言，其所有的标记点不能是共面的，因为这种共面情况下无法确定刚体的姿态，且使得刚体的姿态变得很不稳定；(2)单个刚体中的所有标记点之间的距离不能均相等，在所有距离均相等的情况下，不能保证在动捕过程中能够有效的进行刚体匹配或识别，同时也会造成刚体姿态的不稳定；(3)对于单个刚体，标记点之间的距离不能太近，如果距离太近会容易产生标记点遮挡或合并的情况，使得刚体姿态的解算容易产生错误或变得不稳定；(4)在动捕过程中，刚体与刚体之间都不能有太高的相似度，否则极其容易出现刚体误匹配等问题。因此，为了降低这些问题给系统带来的不利影响，很有必要对刚体上的标记点进行优化。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提出一种刚体标记点优化方法来改善刚体姿态不稳定、刚体匹配不准确或不稳定等问题，从而降低动捕系统出现这些问题的概率。

根据第一方面，一种实施例中提供一种刚体标记点优化选择方法，用于对多个刚体进行优化选择，所述方法包括以下步骤：

获取步骤：获取多个具有不同支撑杆长度的标记点坐标集合： Coor_i{(x₁，y₁，z₁，t₁，s₁)，(x₂，y₂，z₂，t₂，s₂)，...，(x_n，y_n，z_n，t_n，s_n)}，其中，x、y、z 代表三维坐标值，i＝1，2，…，a，代表标记点的编号，n＝1，2，…，b，代表刚体底座螺纹插槽的个数，t∈{1，2，…，a}代表对应的不同长度的标记点支撑杆编号， s∈{1，2，…，c}代表刚体底座螺纹面的编号；

自检步骤：从所述刚体底座螺纹面中选取m个螺纹面组成组合并根据所述标记点的编号获取第一组合并随机打乱中的标记点顺序；遍历中的所有刚体，去掉不符合预设的自检条件的刚体；

校验步骤：对于符合所述自检条件的刚体R_k，其中，k为中的刚体总数，保存第一个刚体R₁到第二组合{RS_i}中，其中，i＜MAXNUM，所述MAXNUM 为最终期望得到的刚体数，从第二个刚体R₂开始与第二组合中的其他刚体进行比较，逐一保存符合预设的校验条件的刚体到第二组合中，并遍历下一个刚体，若第二组合中的刚体数量达到MAXNUM值，则退出遍历；