[发明专利]一种基于Kinect的自适应连续动作训练方法

摘要

一种基于Kinect的自适应连续动作训练方法，用户通过训练系统来练习自身的动作达到标准动作，所述训练系统包括用户骨架数据获取模块、骨架数据采样模块、快速动作比对模块和显示结果与动作回放模块，骨架数据采样模块对用户骨架数据获取模块获取的用户骨架数据进行采样，并将采样数据送至快速动作比对模块进行分析处理，显示结果与动作回放模块用于显示及回放分析处理得到的数据，其中用户骨架数据获取模块采用微软的Kinect体感设备。本发明方法中，用户本身不需要携带任何传感器或者穿戴有标记传感器的衣物，在不需要教练员的情况下，用户通过该系统可以跟着标准视频动作自主地练习动作，通过系统的不断反馈逐步提高学习的准确度。

主权项

一种基于Kinect的自适应连续动作训练方法，其特征是用户通过训练系统来练习自身的动作达到标准动作，所述训练系统包括基于体感外设的用户骨架数据获取模块、骨架数据采样模块、快速动作比对模块和显示结果与动作回放模块，骨架数据采样模块对用户骨架数据获取模块获取的用户骨架数据进行采样，并将采样数据送至快速动作比对模块进行分析处理，显示结果与动作回放模块用于显示及回放分析处理得到的数据，其中基于体感外设的用户骨架数据获取模块采用微软的Kinect体感设备，所述快速动作比对模块的分析处理步骤为：步骤一、维护练习者的用户ID：Kinect体感设备对识别到的每个人体骨架分配一个固定ID，快速动作比对模块只对动作练习者的用户ID的骨架进行比对，排除临时走入Kinect体感设备视野的旁人的干扰；步骤二、计算练习者的具有一个自由度的关节的张开角度与标准动作对应关节张开角度之间的角度差，所述具有一个自由度的关节包括左手肘、右手肘、左膝和右膝；步骤三、计算练习者的具有三个自由度的关节的旋转角度与标准动作对应关节旋转角度之间的角度差，所述具有三个自由度的关节包括左肩、右肩、左臀和右臀；步骤四、计算练习者脊柱关节夹角与标准动作脊柱关节夹角的角度差，所述脊柱关节夹角为两肩关节形成的向量与两臀关节形成的向量的夹角，将当前动作练习者脊柱关节夹角与标准动作的夹角相减得两者的角度差；步骤五、计算当前得分和到目前为止的总得分：对每个动作设定一个固定的总分，为步骤二、三、四的各个角度差计算一个部分得分；通过对不同的部分得分设置权重值，计算得到动作的相似度得分S，练习者通过相似度得分S判断自身动作的准确性，来实现自适应的连续动作训练，动作的相似度得分S是通过计算步骤二、三、四各部分得分的带权均值来得到的，计算公式如下： S = Σ i = 1 4 α i J 1 i + Σ j = 1 4 β j J 3 j + γ J spine 其中，α和J1分别表示步骤二中角度差的权重和得分，i表示不同关节的编号，β和J3分别表示步骤三中角度差的权重和得分，j表示不同关节的编号，γ和Jspine分别表示步骤四的脊柱关节夹角的角度差的权重和得分。