彩色关节运动测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种彩色关节运动测试系统及方法，其中，彩色关节运动测试系统包括：标记点、摄像单元、图像处理单元和中央处理单元；标记点固定在关节上，标记点具有预设颜色；摄像单元，用于捕捉标记点，获得包含标记点的彩色图像；图像处理单元，用于对彩色图像进行图形图像处理，获取标记点在彩色图像中的平面位置信息；中央处理单元，用于根据平面位置信息，计算获得标记点的空间位置坐标，并将空间位置坐标发送给其他设备。本发明专利技术基于带有颜色信息的标记点，对不同位置点捕捉时，加入了颜色信息，识别稳定，不存在飘移现象，提高运动捕捉的稳定性；且无需将多个点做成刚体以进行识别，使用方便。

Color joint movement testing system and method

The invention discloses a color motion testing system and method, which include color joint motion testing system: marker and camera unit, image processing unit and a central processing unit; marking points fixed on the joint, mark with a predetermined color; an image pickup unit for capturing the marking point, containing color image marker the image processing unit; for color image graphic image processing, get the marker in color image plane position information; the central processing unit, according to the plane location information, to obtain the space coordinates calculation mark point, and transmits the space coordinates to other devices. The invention is provided with the color information of the mark points based on the different position of capture, adding color information, there is no recognition of stable, drift, improve the stability of motion capture; and no more points to make rigid identification, easy to use.

【技术实现步骤摘要】
彩色关节运动测试系统及方法
本专利技术涉及人体运动捕捉
，尤其涉及一种彩色关节运动测试系统及方法。
技术介绍
目前，关节运动测试利用红外反光滤光技术，减少硬件的计算量，通过关节上刚体(即三个不在同一直线上的标记点组成一个面)的定义，来区分个体。虽然上述方法计算量小，对硬件的要求低。但是随着计算机性能的大幅提升，此优势已不复存在，更多地暴露出了此方法的缺点，如下：(1)需要把三个或三个以上的标记点做成一个大的刚体，才能识别并工作，庞大笨重；(2)精度低，当两个标记点的间距小于1.5cm的时候，无法定位；(3)对单个标记点无法区别开来；(4)对不同位置点捕捉时，存在飘移现象；(5)标记点必须是球体，且对其大小有要求，只能识别一个特定的尺寸。现有的关节运动测试系统都是基于单一灰色的标记点，使用方法复杂，分辨率低，容易飘移，影响使用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种彩色关节运动测试系统及方法，以至少解决现有的关节运动测试方法基于单一灰色的标记点，使用方法复杂，容易飘移，影响使用的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种彩色关节运动测试系统，包括：标记点、摄像单元、图像处理单元和中央处理单元；所述标记点固定在关节上，所述标记点具有预设颜色；所述摄像单元，用于捕捉所述标记点，获得包含所述标记点的彩色图像；所述图像处理单元，用于对所述彩色图像进行图形图像处理，获取所述标记点在所述彩色图像中的平面位置信息；所述中央处理单元，用于根据所述平面位置信息，计算获得所述标记点的空间位置坐标，并将所述空间位置坐标发送给其他设备。在一个实施例中，所述标记点的个数为一个或多个。在一个实施例中，当所述标记点的个数为多个时，相邻的标记点具有不同颜色。在一个实施例中，所述标记点为二维标记点或三维标记点。在一个实施例中，所述系统还包括：发光设备，用于对所述标记点进行光照。在一个实施例中，所述摄像单元包括两个摄像头，两个摄像头成预设角度放置，用于从不同角度捕捉所述标记点。在一个实施例中，所述摄像单元包括一个双目摄像机。在一个实施例中，所述图像处理单元包括：模数转换模块，用于对模拟信号形式的彩色图像进行模数转换；图像处理模块，用于对模数转换后的彩色图像进行图形图像处理，获取所述标记点在所述彩色图像中的平面位置信息。在一个实施例中，所述中央处理单元还用于接收启动指令，根据所述启动指令启动所述摄像单元和所述图像处理单元。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种彩色关节运动测试方法，包括：摄像单元捕捉固定在关节上的标记点，获得包含所述标记点的彩色图像，其中所述标记点具有预设颜色；图像处理单元对所述彩色图像进行图形图像处理，获取所述标记点在所述彩色图像中的平面位置信息；中央处理单元根据所述平面位置信息，计算获得所述标记点的空间位置坐标，并将所述空间位置坐标发送给其他设备。在一个实施例中，所述标记点的个数为一个或多个。在一个实施例中，当所述标记点的个数为多个时，相邻的标记点具有不同颜色。在一个实施例中，所述标记点为二维标记点或三维标记点。在一个实施例中，在摄像单元捕捉固定在关节上的标记点之前，所述方法还包括：利用发光设备对所述标记点进行光照。在一个实施例中，摄像单元捕捉固定在关节上的标记点，包括：将两个摄像头成预设角度放置，从不同角度捕捉所述标记点。在一个实施例中，图像处理单元对所述彩色图像进行图形图像处理，获取所述标记点在所述彩色图像中的平面位置信息，包括：模数转换模块对模拟信号形式的彩色图像进行模数转换；图像处理模块对模数转换后的彩色图像进行图形图像处理，获取所述标记点在所述彩色图像中的平面位置信息。在一个实施例中，在摄像单元捕捉固定在关节上的标记点之前，所述方法还包括：中央处理单元接收启动指令，根据所述启动指令启动所述摄像单元和所述图像处理单元。通过本专利技术的彩色关节运动测试系统及方法，基于带有颜色信息的标记点，对不同位置点捕捉时，加入了颜色信息，识别稳定，不存在飘移现象，提高运动捕捉的稳定性；且无需将多个点做成刚体以进行识别，使用方便。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限定。在附图中：图1是本专利技术实施例的彩色关节运动测试系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例的彩色关节运动测试系统的另一结构示意图；图3是本专利技术实施例的彩色关节运动测试方法的流程图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例提供了一种彩色关节运动测试系统，图1是本专利技术实施例的彩色关节运动测试系统的结构示意图，如图1所示，该彩色关节运动测试系统100包括：标记点10、摄像单元20、图像处理单元30和中央处理单元40。标记点10固定在关节上，标记点10具有预设颜色。预设颜色可以是黑、白，也可以是红、黄、蓝等有彩色。摄像单元20，用于捕捉标记点10，获得包含标记点20的彩色图像。摄像单元20能够捕捉彩色，也就是说，本专利技术在捕捉的信息中加入了颜色信息。图像可以是静态的图片，也可以是动态的视频。图像处理单元30，用于对彩色图像进行图形图像处理，获取标记点10在彩色图像中的平面位置信息。中央处理单元40，用于根据平面位置信息，计算获得标记点10的空间位置坐标，并将空间位置坐标发送给其他设备50。其它设备50可以是计算机、手机等。其他设备50根据标记点的空间位置坐标，可以得到标记点的运动轨迹，从而了解关节的运动情况，进行关节的运动分析。通过上述彩色关节运动测试系统，基于带有颜色信息的标记点，对不同位置点捕捉时，加入了颜色信息，识别稳定，不存在飘移现象，提高运动捕捉的稳定性；且无需将多个点做成刚体以进行识别，使用方便。标记点的大小和形状均没有特定的要求，也无需进行特殊的表面处理，方便计算即可。标记点可以是二维标记点或三维标记点。如果是二维标记点，标记点的形状可以为圆形、矩形等；如果是三维标记点，标记点的形状可以为球形、正方体等。标记点的个数可以为一个或多个。多个标记点可以使用相同的颜色或不同的颜色。对于多个标记点，最终通过其他设备50可以得到各个标记点的运动轨迹，进行关节的运动分析。当标记点的个数为多个时，相邻的标记点可以使用不同的颜色，由此，相邻标记点之间的距离再近，也可以方便快速地识别并区分各标记点，提高分辨率，同时避免了漂移现象。如图2所示，上述系统还可以包括：发光设备60，用于对标记点10进行光照。通过光照可以提升所捕捉的彩色图像的质量。在一个实施例中，摄像单元20可以采用两个摄像头，且这两个摄像头成预设角度放置，用于从不同角度捕捉标记点。对于同一个点，根据同一时刻的不同角度的参数，可以确定该点在空间的位置。摄像单元20也可以采用一个双目摄像机。图像处理单元30可以包括：模数转换模块，用于对模拟信号形式的彩色图像进行模数转换；图像处理模块，用于对模数转换后的彩色图像进行图形图像处理，获取标记点在彩色图像中的平面位置信息。通过图像图形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩色关节运动测试系统，其特征在于，包括：标记点、摄像单元、图像处理单元和中央处理单元；所述标记点固定在关节上，所述标记点具有预设颜色；所述摄像单元，用于捕捉所述标记点，获得包含所述标记点的彩色图像；所述图像处理单元，用于对所述彩色图像进行图形图像处理，获取所述标记点在所述彩色图像中的平面位置信息；所述中央处理单元，用于根据所述平面位置信息，计算获得所述标记点的空间位置坐标，并将所述空间位置坐标发送给其他设备。

【技术特征摘要】
1.一种彩色关节运动测试系统，其特征在于，包括：标记点、摄像单元、图像处理单元和中央处理单元；所述标记点固定在关节上，所述标记点具有预设颜色；所述摄像单元，用于捕捉所述标记点，获得包含所述标记点的彩色图像；所述图像处理单元，用于对所述彩色图像进行图形图像处理，获取所述标记点在所述彩色图像中的平面位置信息；所述中央处理单元，用于根据所述平面位置信息，计算获得所述标记点的空间位置坐标，并将所述空间位置坐标发送给其他设备。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述标记点的个数为一个或多个。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，当所述标记点的个数为多个时，相邻的标记点具有不同颜色。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述标记点为二维标记点或三维标记点。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：发光设备，用于对所述标记点进行光照。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述摄像单元包括两个摄像头，两个摄像头成预设角度放置，用于从不同角度捕捉所述标记点。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述摄像单元包括一个双目摄像机。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像处理单元包括：模数转换模块，用于对模拟信号形式的彩色图像进行模数转换；图像处理模块，用于对模数转换后的彩色图像进行图形图像处理，获取所述标记点在所述彩色图像中的平面位置信息。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中央处理单元还用于接收启动指令，根据所述启动指令启动所述摄像单元和所述图像处理单元。10.一种彩色关...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚鹏，侯增涛，叶新，杨朝岚，徐希坤，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44