[发明专利]一种动作模仿拟合度评价方法

权利要求书

1.一种动作模仿拟合度评价方法，其特征在于：包括步骤：

(1)采用动作捕捉装置获得示范者和模仿者的肢体位置数据或骨骼关节数据，并变换为统一参考坐标系下的肢体单位向量表达，即肢体单位向量，示范者的肢体单位向量为模仿者的肢体单位向量为其中k为统一的肢体编号，k＝1，2，3…u，u为人体肢体总数；

(2)采用同一时间轴表示示范者的动作帧和模仿者的动作帧，在示范者的动作帧中选择一系列示范者关键帧t_si，i＝1，2，3...l，l为示范者关键帧总数；

(3)在示范者关键帧t_si，设置t_q为与示范者关键帧所对应的前时间点，t_h为与示范者关键帧所对应的后时间点，t_q、t_h之间作为模仿者的动作比较时间段；

(4)获取当前示范者关键帧t_si的示范者肢体单位向量并在t_q、t_h比较时间段内，获取模仿者的所有比较帧t_mj的肢体矢量数据，j＝1，2，3…p，p为t_q、t_h时间段内模仿者的比较帧总数；按如下公式计算示范者与模仿者的备选拟合度N_bj：

式中，N_bj为模仿者当前对比帧t_mj与示范者关键帧t_si的备选拟合度，B为示范者和模仿者的肢体总数，w_k为编号为k的肢体向量点积的权重值，

(5)从备选拟合度中选最大值作为拟合度基值N_B：

N_B＝Max{N_bj j＝1，2，3…p}

如果N_bj的最大值多于1个，则选择最接近当前示范者关键帧t_si的N_bj作为N_B；

(6)计算模仿者对示范者关键帧t_si的时间偏离ΔT，即N_B对应的时间与t_si的差值：

ΔT＝t_si-t_NB

式中，ΔT为关键帧的时间偏离，t_NB为N_B所对应的模仿者动作帧时刻；

(7)按下式计算模仿者对示范者关键帧t_si的拟合度N_i：

N_i＝N_Be^-c|ΔT|

式中，c为时间常数，其值为大于等于零的常数；

(8)检查是否到达示范者的动作终止时刻，如果没有到达示范者的动作终止时刻，则将示范者的关键帧后移，返回步骤(4)，并继续后续计算，如果到达示范者的动作终止时刻，则结束动作拟合度计算，得到对示范者关键帧拟合度的时间序列值：{N₁，N₂，…，N_i}。

2.根据权利要求1所述的动作模仿拟合度评价方法，其特征在于：所述的示范者为真实的人，或者通过动作捕捉装置和虚拟现实平台构建的真实人的动作的再现。

3.根据权利要求1所述的动作模仿拟合度评价方法，其特征在于：所述的关键帧时刻t_si根据示范者动作的重要程度人为设定，或按照等分的时间间隔选取。

4.根据权利要求1所述的动作模仿拟合度评价方法，其特征在于：所述的前时间点t_q、后时间点t_h根据模仿者的熟练度确定：对于初级、中级模仿者，前时间点t_q选择为与示范者关键帧t_si相同，后时间点t_h-t_si的差值在3秒之内选择；对于高级模仿者，前时间点t_q选择在示范者关键帧t_si之前小于1秒之内选择，后时间点t_h-t_si的差值小于1秒。