[发明专利]一种动作捕捉系统的动态定位算法

摘要

本发明公开了一种动作捕捉系统的动态定位算法，涉及动作捕捉技术领域，所述动作捕捉系统中拍摄真实场景的相机固定在可以水平和垂直转动的云台上，每次所述云台运动之后，通过所述动态定位算法，达到精确捕捉。

主权项

一种动作捕捉系统的动态定位算法，所述动作捕捉系统中拍摄真实场景的相机固定在可以水平和垂直转动的云台上，每次所述云台运动之后，通过所述动态定位算法，达到精确捕捉，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将初始位置的相机坐标系1原点平移至旋转坐标系的原点，需要一个平移矩阵T：T=1000010Rsinβ00100001]]>步骤2，相机坐标系绕Xr轴旋转π‑β度，由于相机坐标系Xc1轴与旋转坐标系的Xr轴方向相同，且两坐标系的Yc1轴与Yr轴所成角度与Zc1轴与Zr轴所成角度相同，做这样的变换之后，相机坐标系与旋转坐标系重合，绕Xr轴的旋转矩阵Rx：Rx=10000cos(π-β)sin(π-β)00-sin(π-β)cos(π-β)00001]]>步骤3，将变换后的坐标系绕Zc1轴水平旋转α角，需要一个选择矩阵RZ：Rz=cosαsinα00-sinαcosα0000100001]]>步骤4，将相机光线C1平移至位置2时的光心位置C2，这就是步骤1的反变换T‑1；步骤5，做围绕Xc1轴的旋转运动使得相机坐标系1与相机坐标系2重合，需要做步骤2的逆变换Rx‑1，得出相机坐标系1与相机坐标系2的变换矩阵P：P=TRxRzRx-1T-1]]>令M＝TRx，则：M=10000cos(π-β)sin(π-β)Rsinβ0-sin(π-β)cos(π-β)00001]]>P=TRxRzRx-1T-1=MRzM-1]]>步骤6，由于云台实际的转动轴很有可能与摄像机坐标系中的ZC轴并不相交，则对于实际的云台运动来讲，还需要将实际的云台坐标系与旋转坐标系做一个坐标系的变换。将云台坐标系变换到旋转坐标系，这需要将云台坐标系的原点平移到旋转坐标的原点处，然后再将云台实际的坐标系绕Zr轴旋转ω角，使两个坐标系重合：Po2or=100x0010y0001z00001cosωsinω00-sinωcosω0000100001=cosωsinω0x0-sinωcosω0y0001z00001]]>则完整的变换公式为：其中，M′=cosωsinω*cos(π-β)sinω*sin(π-β)x0-sinωcosω*cos(π-β)cosω*sin(π-β)Rsinβ+y00-sin(π-β)cos(π-β)z00001]]>从上面的公式可以看出对于每次旋转运动来讲，M′中的参数ω,β,R,x0,y0,z0，是固定不变的，变化的仅仅是RZ矩阵，只要能够确定运动时候的M′，则每次水平旋转运动之后的射影矩阵P(θ)就仅仅与转动角度θ有关。