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专利号: 2019105339490
申请人: 北京摩高科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种人体单一姿态的初始校正方法,其特征在于,所述方法包括:通过人体保持静止、人体头部安装的MEMS传感器检测获得人体头部初始时刻的四元数;

根据所述人体头部初始时刻的四元数,计算头部航向;

根据所述头部航向计算相对旋转量,得到旋转后的人体各个关节在新坐标系下的四元数;其中,所述人体各个关节包括人体的手、肘、肩、腿、脚和髋,且在所述人体各个关节处均安装有MEMS传感器;所述新坐标系的基准是以头部当前航向为0的坐标系;所述人体各个关节的四元数通过MEMS传感器获得;所述相对旋转量dq0的计算式为:dq0=[cos(‑dhead/2),0,0,sin(‑dhead/2)];其中,式中dhead为头部航向;

计算所述新坐标系下的四元数相对于其初始位置的旋转量,即可得到骨骼的空间姿态。

2.根据权利要求1所述的人体单一姿态的初始校正方法,其特征在于,所述计算头部航向的计算式为:

dhead=atan2(2*(p0*p3+p1*p2),1–2*(p2*p2+p3*p3))其中,式中[p0,p1,p2,p3]为头部初始时刻四元数。

3.根据权利要求1所述的人体单一姿态的初始校正方法,其特征在于,所述MEMS传感器为9轴传感器,包括3轴加速度计、3轴陀螺仪、3轴磁传感器。

4.根据权利要求1‑2任意一项所述的人体单一姿态的初始校正方法,其特征在于,所述人体各个关节在新坐标系下的四元数qi(t)的计算式为:qi(t)=dq0*pi(t)

其中,式中dq0代表相对旋转量,pi(t)代表t时刻关节i处的四元数,*表示四元数相乘。

5.根据权利要求1‑2任意一项所述的人体单一姿态的初始校正方法,其特征在于,所述新坐标系下的四元数相对于其初始位置的旋转量计算式为:Qi(t)=qi(t)*inv(qi(0))其中,式中,qi(0)代表i处关节的初始时刻新的四元数,inv表示四元数的逆,qi(t)代表人体i处关节t时刻新的四元数;qi(t)*inv(qi(0))表示的是t时刻相当于初始位置的旋转量。