專利名稱：基于超聲波的動作捕捉方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動作捕捉領(lǐng)域，特別是涉及一種基于超聲波的動作捕捉方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在一些場所，需要對人或者機構(gòu)的動作進行感應(yīng)和捕捉。對于簡單動作的感 應(yīng)和捕捉，如擺動，旋轉(zhuǎn)，傾斜等，利用的技術(shù)主要是加速度感應(yīng)器、陀螺儀、水平儀等，這些 技術(shù)已經(jīng)比較成熟并廣泛應(yīng)用，比如手機，游戲桿等。對于復(fù)雜動作的感應(yīng)捕捉，尤其是在三維空間的感應(yīng)和捕捉，目前所用的技術(shù)比 較少，并且實現(xiàn)難度較大，投入較高。可以查到的技術(shù)一是三維照相技術(shù)，通過多于兩臺以 上攝影機的照相，經(jīng)過計算機圖像處理后實現(xiàn)動作感應(yīng)和捕捉；二是感應(yīng)手套，通過在手套 中設(shè)置多個感應(yīng)器，來記錄人手的動作實現(xiàn)動作感應(yīng)和捕捉。但這些技術(shù)均存在實現(xiàn)難度 大、投入較高的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明實施例提供一種基于超聲波的動作捕捉 系統(tǒng)及方法，可以方便準確的對被測對象的動作進行捕捉。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明實施例提供一種基于超聲波的動作捕捉方法，包括在進行動作捕捉場所內(nèi)從多個不同的位置向被捕捉對象連續(xù)發(fā)送具有不同頻譜 特征的多個超聲波，并記錄所發(fā)送各超聲波的頻譜特征；被捕捉對象表面不同位置均設(shè)置接收裝置，每個接收裝置對各個超聲波分別進行 接收，并一一轉(zhuǎn)換成電信號；將所述轉(zhuǎn)換成的電信號中承載的所接收超聲波的頻譜特征與所記錄的發(fā)送的各 超聲波的頻譜特征一一進行匹配，利用接收和發(fā)送超聲波之間的時間差計算得出被捕捉對 象表面不同位置與各超聲波的發(fā)送位置之間的距離；根據(jù)所得出的距離計算確定被捕捉對象在空間中的位置； 將所確定被捕捉對象在空間中的位置與已記錄被捕捉對象的前一位置進行對比 來確定被捕捉對象在空間中的動作軌跡。所述在測量空間內(nèi)從多個不同的位置向需要捕捉其動作的被測對象連續(xù)發(fā)送多 個具有不同頻譜特征的超聲波包括在需要進行動作捕捉場所的不同位置設(shè)置多個超聲波發(fā)生裝置，各超聲波發(fā)生裝 置均連接到作為處理裝置的計算機；各超聲波發(fā)生裝置向需要進行動作捕捉場所內(nèi)的被捕捉對象連續(xù)發(fā)送具有不同 頻譜特征的多個超聲波。所述被捕捉對象表面不同位置均設(shè)置接收裝置，每個接收裝置對各個超聲波分別 進行接收，并一一轉(zhuǎn)換成電信號包括
被捕捉對象表面不同位置設(shè)置的每個接收裝置均接收各個位置發(fā)送的超聲波，并 將接收的超聲波一一轉(zhuǎn)換成電信號。所述將所述電信號中承載的所接收超聲波的頻譜特征與所記錄的發(fā)送各超聲波 的頻譜特征一一進行匹配包括將對應(yīng)被捕捉對象表面不同位置設(shè)置的接收裝置轉(zhuǎn)換的多個電信號中，每個電信 號中承載的所接收超聲波的頻譜特征，分別與所記錄的發(fā)送的各超聲波的頻譜特征一一進 行匹配。所述利用接收和發(fā)送超聲波之間的時間差計算得出被捕捉對象表面不同位置與 各超聲波的發(fā)送位置之間的距離包括利用接收和發(fā)送超聲波之間的時間差與超聲波在空間中的傳播速度的乘積得出 被捕捉對象表面各位置與各超聲波的發(fā)送位置之間的距離。所述根據(jù)所得出的距離計算確定被捕捉對象在空間中的位置包括根據(jù)所得出的距離利用三角計算法確定被捕捉對象表面不同位置在空間中的位 置；根據(jù)被捕捉對象表面不同位置在空間中的位置通過計算確定被捕捉對象在空間 中的位置。本發(fā)明實施例還提供一種基于超聲波的動作捕捉系統(tǒng)，包括多個超聲波發(fā)送裝置、多個超聲波接收裝置和處理裝置；多個超聲波發(fā)送裝置，用于向動作捕捉場所內(nèi)的被捕捉對象從多個不同位置連續(xù) 發(fā)送具有不同頻譜特征的多個超聲波；多個超聲波接收裝置，用于設(shè)置在被捕捉對象表面不同位置，分別對各個超聲波 進行接收，并一一轉(zhuǎn)換成電信號；處理裝置，用于將所述多個超聲波接收裝置轉(zhuǎn)換成的電信號中承載的所接收超聲 波的頻譜特征與所記錄的發(fā)送的各超聲波的頻譜特征一一進行匹配，利用接收和發(fā)送超聲 波之間的時間差計算得出被捕捉對象表面不同位置與各超聲波的發(fā)送位置之間的距離；根 據(jù)所得出的距離計算確定被捕捉對象在空間中的位置；將所確定被捕捉對象在空間中的位 置與已記錄被捕捉對象的前一位置進行對比即確定被捕捉對象在空間中的動作軌跡。所述處理裝置包括多個記錄單元、多個電信號接收單元、計時單元、計算處理單元和輸出裝置；多個記錄單元，用于分別記錄各超聲波發(fā)送裝置所發(fā)送超聲波的頻譜特征；多個電信號接收單元，用于分別接收所述多個超聲波接收裝置根據(jù)所接收超聲波 轉(zhuǎn)化的多個電信號；計時單元，用于根據(jù)所述超聲波發(fā)送裝置發(fā)送超聲波的時刻與所述超聲波接收裝 置接收超聲波的時刻得出接收和發(fā)送超聲波之間的時間差；計算處理單元，用于利用接收和發(fā)送超聲波之間的時間差計算得出被捕捉對象與 各接收位置之間的距離，并通過得出的距離計算確定被測對象在所定位空間中的空間位 置；輸出裝置，用于輸出被測對象在所定位空間中的空間位置信息。所述計時單元包括
多個接收計時子單元、發(fā)送計時單元和計算單元；所述多個接收計時子單元，分別用于記錄各超聲波接收裝置接收到超聲波的時 刻；所述發(fā)送計時單元，用于記錄所述超聲波發(fā)送裝置發(fā)送聲波的時刻；計算單元，用于根據(jù)所述各接收計時子單元記錄的接收到超聲波的時刻與所述發(fā) 送計時單元記錄的發(fā)送超聲波的時刻，計算得出發(fā)送超聲波與各超聲波接收裝置接收到超 聲波之間的時間差。 所述超聲波接收裝置包括超聲波接收器和轉(zhuǎn)換單元；超聲波接收器，用于接收超聲波；轉(zhuǎn)換單元，用于將所述超聲波接收器接收的超聲波轉(zhuǎn)換為電信號。從上述本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案中可以看出，本發(fā)明實施例中利用超聲波信 號傳輸?shù)乃俣扰c電信號傳輸?shù)乃俣却嬖诓町惖奶攸c，通過測得被捕捉對象表面各點位置在 空間中的位置來確定被捕捉對象在空間中的位置，從而利用被捕捉對象在空間中位置與前 一位置的對比，確定被捕捉對象的動作變化完成動作捕捉。該方法簡單高效，定位精確度 高，精度可達毫米級，可以實現(xiàn)大型機構(gòu)的復(fù)雜動作捕捉。


圖1為本發(fā)明實施例一提供的動作捕捉方法的示意圖；圖2為本發(fā)明實施例二提供的動作捕捉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例二提供的動作捕捉系統(tǒng)的處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本發(fā)明實施例二提供的動作捕捉系統(tǒng)中處理裝置的計時單元的結(jié)構(gòu)框圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的動作捕捉系統(tǒng)中超聲波接收裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例一本實施例提供一種基于超聲波的動作捕捉方法，用于對場所內(nèi)的對象(人或其它 物體)進行動作捕捉，該方法包括步驟1，在進行動作捕捉場所內(nèi)從多個不同的位置向被捕捉對象連續(xù)發(fā)送具有不 同頻譜特征的多個超聲波，并記錄所發(fā)送各超聲波的頻譜特征；上述步驟1中，可以在需要進行動作捕捉場所的不同位置設(shè)置多個超聲波發(fā)生裝 置，各超聲波發(fā)生裝置均連接到計算機，由計算機作為處理裝置；各超聲波發(fā)生裝置向需要進行動作捕捉場所內(nèi)的被捕捉對象連續(xù)發(fā)送具有不同 頻譜特征的多個超聲波。步驟2，被捕捉對象表面不同位置均設(shè)置接收裝置，每個接收裝置對各個超聲波分 別進行接收，并一一轉(zhuǎn)換成電信號；上述步驟2中，被捕捉對象表面不同位置設(shè)置的每個接收裝置均接收各個位置發(fā)送的超聲波，并將接收的超聲波一一轉(zhuǎn)換成電信號。
步驟3，將所述轉(zhuǎn)換成的電信號中承載的所接收超聲波的頻譜特征與所記錄的發(fā)送的各超聲波的頻譜特征一一進行匹配，利用接收和發(fā)送超聲波之間的時間差計算得出被 捕捉對象表面不同位置與各超聲波的發(fā)送位置之間的距離；上述步驟3中，將對應(yīng)被捕捉對象表面不同位置設(shè)置的接收裝置轉(zhuǎn)換的多個電信 號中，每個電信號中承載的所接收超聲波的頻譜特征，分別與所記錄的發(fā)送的各超聲波的 頻譜特征一一進行匹配；利用接收和發(fā)送超聲波之間的時間差與超聲波在空間中的傳播速度的乘積得出 被捕捉對象表面各位置與各超聲波的發(fā)送位置之間的距離。步驟4，根據(jù)所得出的距離計算確定被捕捉對象在空間中的位置；上述步驟4中，具體是根據(jù)所得出的距離利用三角計算法確定被捕捉對象表面不 同位置在空間中的位置；根據(jù)被捕捉對象表面不同位置在空間中的位置通過計算確定被捕捉對象在空間 中的位置。步驟5，將所確定被捕捉對象在空間中的位置與已記錄被捕捉對象的前一位置進 行對比即確定被捕捉對象在空間中的動作軌跡。上述動作捕捉方法，是利用超聲波的空間定位的方式，在需要進行捕捉場所中，對 被捕捉對象表面不同點位置進行空間定位，從而通過定位的多個點確定該被捕捉對象物體 在該場所空間中的位置，由于已記錄該被捕捉對象前一時刻的空間位置，因此，通過捕捉確 定的后一時刻的該被捕捉對象的空間位置與前一時刻的空間位置對比，則可以實現(xiàn)對該被 捕捉對象動作的捕捉。該方法簡單，捕捉精度高，可達毫米級。如圖1所示，上述方法對被捕捉對象進行動作捕捉時，具體包括下述步驟(1)在需要進行動作捕捉的場所安放若干超聲波發(fā)生器1、2、3、4，并確定各超聲 波發(fā)生器的精確位置，各超聲波發(fā)生器1、2、3、4均連接到作為處理裝置的計算機上；超聲 波發(fā)送裝置的數(shù)量由場所空間大小決定，一般至少4個以上并且不在同一個平面之內(nèi)；(2)將多個超聲波接收器Α1、Α2···Α10安裝在被捕捉的人6身上，可安裝在人表面 的若干個不同點位置，如連接的關(guān)鍵點，活動動作較大之處，如主要的關(guān)節(jié)部位等，統(tǒng)一連 接到控制器上，并通過有線或者無線連接到作為處理裝置的計算機5上；(3)每個超聲波發(fā)生器1、2、3、4可按照計算機5指令連續(xù)發(fā)送一定頻譜特征的超 聲波；(4)各個超聲波接收器Al、Α2…AlO將接收到的超聲波轉(zhuǎn)換為電信號匯總到控制 器上，并發(fā)送到計算機5上；(5)計算機對各超聲波接收器Al、Α2…AlO接收到的信號頻譜特征(承載在電信 號中的超聲波信號的頻譜特征)與發(fā)送的超聲波的頻譜特征進行匹配，利用接收和發(fā)送超 聲波之間的時間差計算出各超聲波發(fā)生器1、2、3、4與各超聲波接收器Α1、Α2…AlO之間的 距離；(6)利用得出的距離通過三角計算法計算出各個超聲波接收器實時在空間中的位 置；即確定了被測物體形體在空間中的位置；(7)通過對超聲波接收器在被捕捉的人表面的位置，以及空間位置的變化情況，捕 捉被測物體(人6)的具體動作。
下面以捕捉被測場所內(nèi)人的動作為例，對上述方法作進一步說明。假設(shè)人的活動范圍為長3米，寬3米，高3米，以3毫米為最小分辨率，則可以將人 活動的空間以三維X、Y、Z表示為[1000，1000，1000]。在人的手、臂、頭、腿、腳等部位貼上超聲波接收器，進入測量活動范圍之后，可以 通過超聲波測距的方法測量出各個不同接收器的精確位置。假設(shè)此人在自然站立時，貼在 手指上一個感應(yīng)器的初始位置為[600，500，300]，表明他被測量的手指空間位置為在X方 向的1.8米處，Y方向的1.5米處，Z方向(即高度)的0.9米處。假設(shè)其手指的位置在不同時刻測量到[600，500，300]，[600，500，400]，[600，500， 500]，[600，500，600]，表明其手指在做垂直向上運動，最終的高度是1. 8米。以此類推，將各個不同測量點(即身體的不同部位)的不同時間記錄連接起來，就 形成了對人體動作的捕捉。本實施例的方法，利用超聲波信號傳輸?shù)乃俣扰c電信號傳輸?shù)乃俣却嬖诓町惖奶?點，通過測得被捕捉對象表面各點位置在空間中的位置來確定被捕捉對象在空間中的位 置，從而利用被捕捉對象在空間中位置與前一位置的對比，確定被捕捉對象的動作變化完 成動作捕捉。該方法以較簡單的方式，可以精確的對被捕捉對象的動作進行捕捉，精度可達 毫米級。實施例二本實施例提供一種基于超聲波的動作捕捉系統(tǒng)，可實現(xiàn)對被測對象進行動作捕 捉，如圖2所示，該系統(tǒng)包括多個超聲波發(fā)送裝置21、22*"211、多個超聲波接收裝置31、32丨311和處理裝置 41 ；多個超聲波發(fā)送裝置21、22···2η，用于向動作捕捉場所內(nèi)的被捕捉對象從多個不 同位置連續(xù)發(fā)送具有不同頻譜特征的多個超聲波；多個超聲波接收裝置31、32···3η，用于設(shè)置在被捕捉對象表面不同位置，分別對各 個超聲波進行接收，并一一轉(zhuǎn)換成電信號；處理裝置41，用于將所述多個超聲波接收裝置31、32…3η接收并轉(zhuǎn)換成的電信號 中承載的所接收超聲波的頻譜特征與所記錄的發(fā)送的各超聲波的頻譜特征一一進行匹配， 利用接收和發(fā)送超聲波之間的時間差計算得出被捕捉對象表面不同位置與各超聲波的發(fā) 送位置之間的距離；根據(jù)所得出的距離計算確定被捕捉對象在空間中的位置；將所確定被 捕捉對象在空間中的位置與已記錄被捕捉對象的前一位置進行對比即確定被捕捉對象在 空間中的動作軌跡。如圖3所示，上述系統(tǒng)中的處理裝置包括多個記錄單元311、312···31η、多個電信號接收單元211、212、21η、計時單元411、 計算處理單元511和輸出裝置611 ；多個記錄單元311、312···31η，用于分別記錄各超聲波發(fā)送裝置所發(fā)送超聲波的頻 譜特征；多個電信號接收單元211、212、21η，用于分別接收所述多個超聲波接收裝置根據(jù) 所接收超聲波轉(zhuǎn)化的多個電信號；計時單元411，用于根據(jù)所述超聲波發(fā)送裝置發(fā)送超聲波的時刻與所述超聲波接收裝置接收超聲波的時刻得出接收和發(fā)送超聲波之間的時間差；計算處理單元511，用于利用接收和發(fā)送超聲波之間的時間差計算得出被捕捉對象與各接收位置之間的距離，并通過得出的距離計算確定被測對象在所定位空間中的空間 位置；輸出裝置611，用于輸出被測對象在所定位空間中的空間位置信息。如圖4所示，上述處理裝置的計時單元包括多個接收計時子單元4121、4122··· 412η、發(fā)送計時單元412和計算單元413 ；所述多個接收計時子單元4121、4122···412η，分別用于記錄各超聲波接收裝置接收到超聲波的時刻；所述發(fā)送計時單元412，用于記錄所述超聲波發(fā)送裝置發(fā)送聲波的時刻；計算單元413，用于根據(jù)所述各接收計時子單元記錄的接收到超聲波的時刻與所 述發(fā)送計時單元記錄的發(fā)送超聲波的時刻，計算得出發(fā)送超聲波與各超聲波接收裝置接收 到超聲波之間的時間差。如圖5所示，上述系統(tǒng)的超聲波接收裝置包括超聲波接收器511和轉(zhuǎn)換單元512 ；超聲波接收器511，用于接收超聲波；轉(zhuǎn)換單元512，用于將所述超聲波接收器接收的超聲波轉(zhuǎn)換為電信號。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可以準確的對被測場所內(nèi)的被捕捉對象的動作進行捕捉?？梢灾?，上述系統(tǒng)中的處理裝置可以用硬件電路模塊的方式實現(xiàn)，也可以在計 算機中設(shè)置軟件模塊的方式實現(xiàn)。綜上所述，本發(fā)明實施例中利用超聲波以較簡單的方式，可以精確的測量場所中 被捕捉對象的動作進行捕捉，精度可達毫米級，具有使用方便，動作捕捉精確的優(yōu)點。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范 圍為準。
權(quán)利要求
一種基于超聲波的動作捕捉方法，其特征在于，包括在進行動作捕捉場所內(nèi)從多個不同的位置向被捕捉對象連續(xù)發(fā)送具有不同頻譜特征的多個超聲波，并記錄所發(fā)送各超聲波的頻譜特征；被捕捉對象表面不同位置均設(shè)置接收裝置，每個接收裝置對各個超聲波分別進行接收，并一一轉(zhuǎn)換成電信號；將所述轉(zhuǎn)換成的電信號中承載的所接收超聲波的頻譜特征與所記錄的發(fā)送的各超聲波的頻譜特征一一進行匹配，利用接收和發(fā)送超聲波之間的時間差計算得出被捕捉對象表面不同位置與各超聲波的發(fā)送位置之間的距離；根據(jù)所得出的距離計算確定被捕捉對象在空間中的位置；將所確定被捕捉對象在空間中的位置與已記錄被捕捉對象的前一位置進行對比來確定被捕捉對象在空間中的動作軌跡。
2.如權(quán)利要求1所述的基于超聲波的動作捕捉方法，其特征在于，所述在測量空間內(nèi) 從多個不同的位置向需要捕捉其動作的被測對象連續(xù)發(fā)送多個具有不同頻譜特征的超聲 波包括在需要進行動作捕捉場所的不同位置設(shè)置多個超聲波發(fā)生裝置，各超聲波發(fā)生裝置均 連接到作為處理裝置的計算機；各超聲波發(fā)生裝置向需要進行動作捕捉場所內(nèi)的被捕捉對象連續(xù)發(fā)送具有不同頻譜 特征的多個超聲波。
3.如權(quán)利要求1所述的基于超聲波的動作捕捉方法，其特征在于，所述被捕捉對象表 面不同位置均設(shè)置接收裝置，每個接收裝置對各個超聲波分別進行接收，并一一轉(zhuǎn)換成電 信號包括被捕捉對象表面不同位置設(shè)置的每個接收裝置均接收各個位置發(fā)送的超聲波，并將接 收的超聲波一一轉(zhuǎn)換成電信號。
4.如權(quán)利要求1所述的基于超聲波的動作捕捉方法，其特征在于，所述將所述電信號 中承載的所接收超聲波的頻譜特征與所記錄的發(fā)送各超聲波的頻譜特征一一進行匹配包 括將對應(yīng)被捕捉對象表面不同位置設(shè)置的接收裝置轉(zhuǎn)換的多個電信號中，每個電信號中 承載的所接收超聲波的頻譜特征，分別與所記錄的發(fā)送的各超聲波的頻譜特征一一進行匹 配。
5.如權(quán)利要求1所述的基于超聲波的動作捕捉方法，其特征在于，所述利用接收和發(fā) 送超聲波之間的時間差計算得出被捕捉對象表面不同位置與各超聲波的發(fā)送位置之間的 距離包括利用接收和發(fā)送超聲波之間的時間差與超聲波在空間中的傳播速度的乘積得出被捕 捉對象表面各位置與各超聲波的發(fā)送位置之間的距離。
6.如權(quán)利要求1所述的基于超聲波的動作捕捉方法，其特征在于，所述根據(jù)所得出的 距離計算確定被捕捉對象在空間中的位置包括根據(jù)所得出的距離利用三角計算法確定被捕捉對象表面不同位置在空間中的位置；根據(jù)被捕捉對象表面不同位置在空間中的位置通過計算確定被捕捉對象在空間中的 位置。
7. 一種基于超聲波的動作捕捉系統(tǒng)，其特征在于，包括 多個超聲波發(fā)送裝置、多個超聲波接收裝置和處理裝置；多個超聲波發(fā)送裝置，用于向動作捕捉場所內(nèi)的被捕捉對象從多個不同位置連續(xù)發(fā)送 具有不同頻譜特征的多個超聲波；多個超聲波接收裝置，用于設(shè)置在被捕捉對象表面不同位置，分別對各個超聲波進行 接收，并一一轉(zhuǎn)換成電信號；處理裝置，用于將所述多個超聲波接收裝置轉(zhuǎn)換成的電信號中承載的所接收超聲波的 頻譜特征與所記錄的發(fā)送的各超聲波的頻譜特征一一進行匹配，利用接收和發(fā)送超聲波之 間的時間差計算得出被捕捉對象表面不同位置與各超聲波的發(fā)送位置之間的距離；根據(jù)所 得出的距離計算確定被捕捉對象在空間中的位置；將所確定被捕捉對象在空間中的位置與 已記錄被捕捉對象的前一位置進行對比即確定被捕捉對象在空間中的動作軌跡。
8.如權(quán)利要求7所述的基于超聲波的動作捕捉系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置包括 多個記錄單元、多個電信號接收單元、計時單元、計算處理單元和輸出裝置；多個記錄單元，用于分別記錄各超聲波發(fā)送裝置所發(fā)送超聲波的頻譜特征； 多個電信號接收單元，用于分別接收所述多個超聲波接收裝置根據(jù)所接收超聲波轉(zhuǎn)化 的多個電信號；計時單元，用于根據(jù)所述超聲波發(fā)送裝置發(fā)送超聲波的時刻與所述超聲波接收裝置接 收超聲波的時刻得出接收和發(fā)送超聲波之間的時間差；計算處理單元，用于利用接收和發(fā)送超聲波之間的時間差計算得出被捕捉對象與各接 收位置之間的距離，并通過得出的距離計算確定被測對象在所定位空間中的空間位置； 輸出裝置，用于輸出被測對象在所定位空間中的空間位置信息。
9.如權(quán)利要求7所述的基于超聲波的動作捕捉系統(tǒng)，其特征在于，所述計時單元包括 多個接收計時子單元、發(fā)送計時單元和計算單元；所述多個接收計時子單元，分別用于記錄各超聲波接收裝置接收到超聲波的時刻； 所述發(fā)送計時單元，用于記錄所述超聲波發(fā)送裝置發(fā)送聲波的時刻； 計算單元，用于根據(jù)所述各接收計時子單元記錄的接收到超聲波的時刻與所述發(fā)送計 時單元記錄的發(fā)送超聲波的時刻，計算得出發(fā)送超聲波與各超聲波接收裝置接收到超聲波 之間的時間差。
10.如權(quán)利要求7所述的基于超聲波的動作捕捉系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波接收裝 置包括超聲波接收器和轉(zhuǎn)換單元； 超聲波接收器，用于接收超聲波；轉(zhuǎn)換單元，用于將所述超聲波接收器接收的超聲波轉(zhuǎn)換為電信號。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于超聲波的動作捕捉方法及系統(tǒng)，屬于動作捕捉領(lǐng)域。該方法包括在進行動作捕捉場所內(nèi)從多個不同的位置向被捕捉對象連續(xù)發(fā)送具有不同頻譜特征的多個超聲波，并記錄所發(fā)送各超聲波的頻譜特征；被捕捉對象表面不同位置均設(shè)置接收裝置，每個接收裝置對各個超聲波分別進行接收，并一一轉(zhuǎn)換成電信號；將所述轉(zhuǎn)換成的電信號中承載的所接收超聲波的頻譜特征與所記錄的發(fā)送的各超聲波的頻譜特征一一進行匹配，利用接收和發(fā)送超聲波之間的時間差計算得出被捕捉對象表面不同位置與各超聲波的發(fā)送位置之間的距離；根據(jù)所得出的距離計算確定被捕捉對象在空間中的位置來完成對被捕捉對象在空間中動作的捕捉。該方法簡單，可以精確到毫米級。
文檔編號G08C23/02GK101813977SQ201010134809
公開日2010年8月25日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者孫衛(wèi)華, 杜志平, 王玉泉, 竇萬成, 鄭進科 申請人:北京物資學(xué)院