[发明专利]一种人体骨骼点映射至立体显示中虚拟三维空间点的方法

摘要

本发明的针对传统交互应用中仅允许二维方向的交互的不足，结合可提取骨骼点的3D信息的Kinect和可提供立体视觉效果的立体显示器，通过将人体骨骼坐标映射至虚拟3D空间世界坐标，提出一种基于Kinect的人体骨骼点映射至立体显示中虚拟3D空间点的方法，使得用户可与立体显示系统完成实现非接触式交互，控制虚拟3D空间内的物体跟随用户的特定骨骼点在3D方向上移动。

主权项

一种人体骨骼点映射至立体显示中虚拟3D空间点的方法，其特征在于，获取虚拟3D场景中虚拟相机的投影变换矩阵P，设单幅视差图像的分辨率为HP×VP，则深度图坐标系上点D对应的视图坐标系的近平面上点V的3D坐标(XV，YV，ZV)可由，， Zv=Zn计算得到，其中，P11，P22分别为投影变换矩阵P第一行第一列元素和第二行第二列元素，Zn为虚拟相机投影中心至视框体近平面在z轴方向上的距离；获取虚拟3D场景中虚拟相机的视图空间变换矩阵V，计算得矩阵V的逆变换矩阵为V‑1，视图空间坐标系上点V对应的世界坐标系上点W的3D坐标(XW，YW，ZW)可由，计算得到，其中，[V‑1]2×3为矩阵V‑1的部分矩阵，由左上角两行乘三列的元素组成；S为缩放因子，设由深度图坐标系下坐标点（640，0）代入，，Zv=Zn计算得其对应于视图坐标系上的坐标点的x轴坐标值x1，该虚拟3D场景中屏幕右上角点对应的视图坐标系上的x轴坐标值为x2，则缩放因子S可由x2/x1计算得到；Min、Max分别为该虚拟相机结构下立体显示器显示时视差可融合的世界坐标系中z轴上的最小坐标值和最大坐标值；(ZSR‑ZR)Max为用户右手向前伸直时，骨骼坐标系中z轴方向上右肩膀骨骼点SR到右手骨骼点R的距离，可由计算得到，其中XSL、XSR分别为左肩膀骨骼点和右肩膀骨骼点在骨骼坐标系x轴上的坐标值，YH、YF分别为头部骨骼点和右脚骨骼点在骨骼坐标系y轴上的坐标值。