[发明专利]一种基于Kinect骨骼节点位置追踪的人体姿势比较方法

摘要

本发明具体涉及一种基于Kinect骨骼节点位置追踪的人体姿势比较方法，主要解决了现有骨骼节点位置定位和用户姿势比较方法中存在的数据稳定性和数据实时性不可兼得的缺点。本发明首先利用动态帧数替换算法保存靠近此时刻的一批数据，作为节点滤波的数据源，然后用改进的中位值均值滤波算法对数据源中自适应截取出的数据进行滤波与偏移预测，输出稳定且实时性高的滤波点，以用于后续计算用户骨骼角度和骨骼向量积角度，最后平滑骨骼角度和骨骼向量积角度，作为评价用户动作的依据。该方法适用于滤波和平滑与时间相关的连续性变化的变量，也可应用于虚拟现实游戏中对用户姿态的追踪，以及工程中对器件角度动态变化的监控和测量。

主权项

1.一种基于Kinect骨骼节点位置追踪的人体姿势比较方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，将Kinect V2和笔记本的USB3.0接口相连接，确保设备扫描得到的深度数据和彩色数据能够正常传输，通过KinectSDKWrapper脚本在Unity3D中对KinectV2识别并自动计算得到的骨骼节点数据进行接收并存储；步骤2，通过动态帧数替换算法保存从KinectSDKWrapper脚本接收到的最近N帧人体全身的20个特征骨骼节点数据，并实时更新；步骤3，依据中位值平均滤波算法对步骤2中实时更新的骨骼节点数据进行抖动偏差处理，并加入偏移预测，之后得出稳定的骨骼节点数据；步骤4，依据步骤3中稳定的骨骼节点数据，求出与骨骼节点相连的18个对应人体全身各主要部位骨骼的骨骼向量，并计算这18个骨骼向量旋转连接处的两相邻骨骼向量的角度值，以及连接这个骨骼节点的两骨骼向量的向量积；步骤5，利用步骤4得出的实时骨骼角度值和向量积，计算同一时刻两个用户的所有对应骨骼关节处骨骼向量所形成的角度的差值的绝对值，以及该骨骼关节处两段骨骼所组成的向量积的角度，通过动态帧数替换算法动态记录从现在时刻起往前N帧的每一帧中两用户的骨骼角度差值和骨骼向量积角度值；步骤6，通过EWMA算法平滑同一骨骼关节位置的不同帧数下骨骼向量角度值和骨骼向量积角度值，用平滑后的骨骼向量角度值作差值和设定的阈值角度作比较，用平滑后的骨骼向量积角度值作差值和设定的阈值角度作比较，依据不同身体部位影响整体身体姿态的权重，给符合阈值约束的关节位置一个分数值并记录，然后统计当前分数总和并显示，即完成了两个用户基于Kinect骨骼节点位置追踪的人体姿势比较。