[发明专利]一种姿态测量捕捉分析系统及其计算方法

说明书

本发明公开了一种可以将多个存在任意偏差的初始姿态角度矫正到统一坐标系的计算方法，用于姿态测量捕捉分析系统，该姿态测量捕捉分析系统具有第一坐标系，该姿态测量捕捉分析系统包括预定传感器，所述预定传感器具有第二坐标系，该计算方法包括：调整所述预定传感器至第一状态，并在所述第一状态获取所述预定传感器的所述第二坐标系中的第一数据；调整所述预定传感器至第二状态，并在所述第二状态获取所述预定传感器的所述第二坐标系中的第二数据；调整所述预定传感器至所述第一状态；调整所述预定传感器至第三状态，并在所述第三状态获取所述预定传感器的所述第二坐标系中的第三数据；以及计算所述预定传感器相对所述第一坐标系的校准四元数。

技术领域

本发明涉及一种计算方法和姿态测量捕捉分析系统，尤其涉及一种能够快速获得人体关节位置姿态的计算方法和姿态测量捕捉分析系统。

背景技术

当前，姿态传感器，特别是MEMS姿态传感器在获取人体关节姿态领域获得了很好的应用。此类姿态传感器包括加速度计、陀螺仪和磁传感器，结合特定算法，可以用来测量空间姿态。将该姿态传感器安装到人体骨骼处，可以通过获取姿态角，获知人体关节姿态。然而，由于该姿态传感器安装位置的不确定性以及人体关节移动的随意性，往往需要在每次安装好姿态传感器之后重新设置并校准，不仅费时，而且降低了用户体验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种统一消除了由于现有技术的限制和缺陷所导致的一个或多个问题的计算方法和姿态测量捕捉分析系统。

根据本发明的一个方面，提供一种计算方法，用于姿态测量捕捉分析系统，所述姿态测量捕捉分析系统具有第一坐标系，所述姿态测量捕捉分析系统包括预定传感器，所述预定传感器具有第二坐标系，所述计算方法包括：调整所述预定传感器至第一状态，并在所述第一状态获取所述预定传感器的所述第二坐标系中的第一数据；调整所述预定传感器至第二状态，并在所述第二状态获取所述预定传感器的所述第二坐标系中的第二数据；调整所述预定传感器至所述第一状态；调整所述预定传感器至第三状态，并在所述第三状态获取所述预定传感器的所述第二坐标系中的第三数据；以及计算所述预定传感器相对所述第一坐标系的校准四元数。

根据本发明的另一方面，提供一种姿态测量捕捉分析系统，所述姿态测量捕捉分析系统具有第一坐标系，所述姿态测量捕捉分析系统包括：预定传感器，所述预定传感器具有第二坐标系，其中，在所述第一状态，所述姿态测量捕捉分析系统能够获取所述预定传感器的所述第二坐标系中的第一数据；在所述第二状态，所述姿态测量捕捉分析系统能够获取所述预定传感器的所述第二坐标系中的第二数据；在所述第三状态，所述姿态测量捕捉分析系统能够获取所述预定传感器的所述第二坐标系中的第三数据；以及所述姿态测量捕捉分析系统能够计算所述预定传感器相对所述第一坐标系的校准四元数。

由此可见，根据本发明的计算方法和姿态测量捕捉分析系统能够简单、快速、高效地实现所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的校准过程，从而有利于通过所述姿态传感器高效准确地获得人体关节姿态。

应理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。除非明确指出，否则附图不应视为按比例绘制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同组件或步骤。在附图中：

图1是示出根据本发明的计算方法的流程图；

图2是示出根据本发明的计算方法中的第一坐标系的示例图；

图3是示出根据本发明的计算方法中的第二坐标系的示例图；以及

图4是示出根据本发明的姿态测量捕捉分析系统的组成的配置图。

具体实施方式