[发明专利]基于IMU的人体运动捕捉与关节受力分析方法

说明书

本公开提出的基于IMU的人体运动捕捉和关节受力分析方法、装置及存储介质中，获取IMU传感器采集的惯性信息，利用T‑pose确定采集的惯性信息的偏差，并基于偏差对惯性信息进行校准，然后根据校准后的惯性信息，利用循环神经网络估计出人体的姿态和运动信息，再根据估计出的人体的姿态和运动信息，利用PD控制器得出人体每个关节的角加速度以及人体运动的线性加速度，最后利用人体动力学求解地面反作用力以及关节力矩。由此，本公开的提出的方法中，实现了跟踪人体的姿态和运动，并对人体关节进行受力分析，进而对人体姿态进行重建。同时，保护了用户的隐私。

技术领域

本申请涉及计算机图形学和惯性传感器技术领域，尤其涉及一种基于IMU的人体运动捕捉与关节受力分析方法、装置及存储介质。

背景技术

随着计算机硬件技术的发展，动作捕捉识别技术的应用领域越来越广泛。

但是，相关技术中，利用光学进行动作捕捉方法需要在人体上穿戴多个反光点，或需要使用深度相机、多相机系统等，而且对使用环境(如光照、遮挡、相机的摆放等)有极高的要求。同时，在应用过程中，部署整个系统成本高、功耗大，将录制的视频传到云端也会涉及用户隐私的问题。

并且，目前大多数的动作捕捉技术仅跟踪人体的姿态和运动，并不会对人体关节进行受力分析。

发明内容

本申请提供一种基于IMU的人体运动捕捉与关节受力分析方法、装置及存储介质，以至少解决相关技术中仅跟踪人体的姿态和运动，并不会对人体关节进行受力分析的的技术问题。

本申请第一方面实施例提出一种基于IMU的人体运动捕捉与关节受力分析方法，包括：

S1、获取IMU传感器采集的惯性信息；

S2、利用T-pose确定所述采集的惯性信息的偏差，并基于所述偏差对所述惯性信息进行校准；

S3、根据校准后的惯性信息，利用循环神经网络估计出人体的姿态和运动信息；

S4、根据估计出的人体的姿态和运动信息，利用PD控制器得出人体每个关节的角加速度以及人体运动的线性加速度；

S5、利用人体动力学求解地面反作用力以及关节力矩。

本申请第二方面实施例提出一种基于IMU的人体运动捕捉与关节受力分析装置，包括：

获取模块，用于获取IMU传感器采集的惯性信息；

校准模块，用于利用T-pose确定所述采集的惯性信息的偏差，并基于所述偏差对所述惯性信息进行校准；

估计模块，用于根据校准后的惯性信息，利用循环神经网络估计出人体的姿态和运动信息；

处理模块，用于根据估计出的人体的姿态和运动信息，利用PD控制器得出人体每个关节的角加速度以及人体运动的线性加速度；

求解模块，用于利用人体动力学求解地面反作用力以及关节力矩。

本申请第三方面实施例提出的非临时性计算机可读存储介质，其中，所述非临时性计算机可读存储介质存储有计算机程序；所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面所示的方法。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：