一种用于运动捕捉的标记点设置装置及重复定位系统的制作方法

1.本实用新型涉及运动捕捉技术领域，具体地说，是一种用于运动捕捉的标记点设置装置及重复定位系统。


背景技术：

2.动作捕捉系统是一种用于运动学分析的重要手段，是通过运动捕捉设备记录人体体表皮肤标记识别装置，获取三维运动状态。通过体表皮肤的标记识别装置，记录体表关键点在三维空间中的运动轨迹,从而为分析人体运动模式。在运动捕捉系统使用过程中，需要在人体体表固定标记识别装置，体表关键点标记识别装置的固定是运动捕捉技术的关键点。目前体表标记识别装置的固定方式主要分为传统的直接粘贴与借助可穿戴设备进行固定的两种方式。
3.传统的体表关键点在固定采用直接在体表粘贴标记识别装置的方式，需要研究人员进行逐个贴点，增加了研究人员的工作量。此外在运动捕捉采集过程中，可能出现标记识别装置的松动、脱落、相对皮肤位移等现象，从而导致实验精度降低；同时，对于同一个使用者进行多次实验采集时，需要重复进行贴点，传统的贴点方式通过触诊贴点，或者运用超声扫描骨性结构贴点，在多次重复试验的过程中，贴点的可重复性低，前后两次采集的数据误差较大。
4.现有的技术中，是通过穿戴固定有标记识别装置的的紧身衣或体表穿戴设备达到快速设置体表标记的目的。但是紧身衣或体表穿戴设备具有很多不可避免的弊端。(1)在人们平常已穿有衣服的情况下，需要进行脱衣、换衣等操作，过程比较繁琐且浪费大量时间；(2)紧身衣不适用于所有体型的使用者，体表标记识别装置与体表关节点如骨性结构相对位置会产生较大的个体差异；(3)在运动捕捉过程中，标记识别装置在运动过程中会与紧身衣或穿戴设备一同滑动，会出现运动捕捉到的点与皮肤滑动产生较大的相对位移，出现较大的误差。
5.中国专利申请：cn212394894u公开了一种呼吸运动测量装置，其包括：多个标记点、标记点位置变化捕捉单元、呼吸运动计算单元；所述多个标记点设置在受试者的身体表面；所述标记点位置变化捕捉单元用于捕捉所述多个标记点在受试者呼吸过程中的位置变化；所述呼吸运动计算单元用于根据所述多个标记点在受试者呼吸过程中的位置变化计算该受试者的呼吸运动情况。其中记载的标记点设置在一个弹性背心上，受试者穿着该背心进行测量；背心上分布有多行、多个标记点，每行的点在背心前侧或者围绕背心一周，标记点可以根据监测需要，设置在背心的靠近颈部、上胸部、腹部、下腹部的位置处，呈多行，每行可以包括多个标记点，每一个标记点都可以反映出呼吸运动引起的胸腹轮廓幅度变化。该专利将标记点设于背心上，再通过背心的弹性实现随胸腔的起伏；但是第一、缺乏定位能力，标记点虽然固定于背心上，但并不能确保再次穿着时，位置与上次保持一致，且对于不同体型的人，不具有通用性；第二、标记点的位置不能自由设置，不能应对运动学分析所需的对特定位置的运动捕捉，如不同的人穿上带标记点的背心后，其标记点的位置相对于个
体内器官、骨骼的位置是不同的，而该标记点不具备调整的能力。
6.综上所述，亟需一种能够支持标记点的自由设置，且能识别标记点的相对位置，利于重复定位的用于运动捕捉的标记点设置装置及重复定位系统。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是，提供一种能够支持标记点的自由设置，且能识别标记点的相对位置，利于重复定位的用于运动捕捉的标记点设置装置。
8.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
9.一种用于运动捕捉的标记点设置装置，包括捕捉点设置基面；所述捕捉点设置基面其上设有位置标识，用于标识所述捕捉点设置基面上的物体的相对位置。
10.作为一种优选的技术方案，所述捕捉点设置基面为完整的面，其上的位置标识相对固定，所述捕捉点设置基面其整体与待侧物可拆卸式安装。
11.作为一种优选的技术方案，所述捕捉点设置基面其底面为黏贴面，其中，所述黏贴面与所述捕捉点设置基面可拆卸相连。
12.作为一种优选的技术方案，所述位置标识为刻度线网格或均匀分布的刻度点位。
13.作为一种优选的技术方案，所述捕捉点设置基面上可拆卸式设置有标记识别装置，所述标记识别装置其底部设有粘贴部，所述粘贴部用于所述捕捉点设置基面的粘贴相连，其中，所述粘贴部与所述标记识别装置可拆卸相连。
14.作为一种优选的技术方案，所述捕捉点设置基面其上设有滑移轨道，所述滑移轨道与所述标记识别装置活动连接。
15.作为一种优选的技术方案，所述滑移轨道其上设有滑动卡，所述标记识别装置其底部设有与所述滑动卡相适配的固定卡，所述固定卡与所述滑动卡之间可拆卸相连；或者所述标记识别装置其底部还可与所述滑移轨道直接相连。
16.本实用新型的另一目的是，提供一种利于重复定位的用于运动捕捉的重复定位系统。
17.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
18.一种用于运动捕捉的重复定位系统，包括：所述标记点设置装置、定位记录装置、定位标识装置；所述定位标识装置用于在所述定位记录装置上标记所述标记点设置装置的位置信息，所述位置信息包括高度距离、宽度距离。
19.作为一种优选的技术方案，所述标记点设置装置其捕捉点设置基面上设有若干定位通孔。
20.作为一种优选的技术方案，所述定位记录装置为设有刻度标识的固定板，所述刻度标识用于识别所述定位标识装置标记出的相对位置；所述定位标识装置为设于发射架上的激光发射器，所述发射架其位置可以调整，所述定位记录装置与所述定位标识装置之间设有待测安置区，所述待测安置区用于固定待侧物的位置。
21.本实用新型优点在于：
22.1、本实用新型所述用于运动捕捉的标记点设置装置，包括捕捉点设置基面、标记识别装置；所述捕捉点设置基面其上设有位置标识，可供读取记录所述标记识别装置在所述捕捉点设置基面上的相对位置，避免在重复定位时，所述标记识别装置前后定位时的位
置安置不一致的问题，且所述标记识别装置可以进行灵活设置，不影响其灵活性。
23.2、本实用新型所述用于运动捕捉的标记点设置装置其捕捉点设置基面为完整的面，其上的位置标识相对固定；第一可以确保在重复定位的前后，位置标识的相对位置一定，以免造成标记识别装置的实际安装位置的偏移；第二所述捕捉点设置基面其整体与待侧物可拆卸式安装，定位简单、方便，且定位面积大，其可利用的参照物多，增加了其可靠性。
24.3、所述捕捉点设置基面其底面为黏贴面；所述黏贴面可与待测物完整的贴合，可以提供稳定的测量环境，避免了如穿戴式衣物标记时，由于衣物与皮肤之间的相对活动造成的位移问题，且解决了衣物的穿戴与合体的问题；所述黏贴面与所述捕捉点设置基面可拆卸相连，可使所述捕捉点设置基面可重复使用，降低使用成本。
25.4、所述捕捉点设置基面其位置标识为刻度线网格或均匀分布的刻度点位；所述刻度线网格可通过纵横交错的刻度线识别出标记识别装置的位置；所述均匀分布的刻度点位同样可以通过记录标记识别装置设置的点位进行位置记录。
26.5、所述标记识别装置其底部设有粘贴部，所述粘贴部用于所述捕捉点设置基面的粘贴相连，操作方便，使用便捷；所述粘贴部与所述标记识别装置可拆卸相连，可使所述标记识别装置可重复使用，降低使用成本。
27.6、所述捕捉点设置基面其上设有滑移轨道，所述滑移轨道与所述标记识别装置活动连接，其提供了另一实施方式，无需使用粘贴的方式安装所述标记识别装置，同样能够提供足够的灵活性与位置的记录功能。
28.7、所述滑移轨道其上设有滑动卡，所述标记识别装置其底部设有与所述滑动卡相适配的固定卡，所述固定卡与所述滑动卡之间可拆卸相连，保证了标记识别装置设置数量上的灵活性；所述标记识别装置其底部还可与所述滑移轨道直接相连，提供了通过标记识别装置直接与滑移轨道进行卡接，而无需额外的卡接结构的实施方式。
29.8、本实用新型所述用于运动捕捉的重复定位系统，包括：所述标记点设置装置、定位记录装置、定位标识装置；所述定位标识装置用于在所述定位记录装置上标记所述标记点设置装置的位置信息，所述位置信息包括高度距离、宽度距离；其可记录在运动捕捉系统中，标记点设置装置所占的空间位置信息，因而可以保证在重复定位捕捉中，后一次与前次捕捉时的空间位置保持一致；
30.9、所述标记点设置装置其捕捉点设置基面上设有若干定位通孔，可用于对所述标记点设置装置的位置进行辅助定位，如用激光照射其上的若干定位通孔后，即可以利用这几个孔位定位其整体的位置形状。
31.10、所述定位记录装置为设有刻度标识的固定板，所述刻度标识用于识别所述定位标识装置标记出的相对位置；所述定位标识装置为设于发射架上的激光发射器，所述发射架其位置可以调整，所述定位记录装置与所述定位标识装置之间设有待测安置区，所述待测安置区用于固定待侧物的位置；其提供重复定位系统的应用方式，且所述待测安置区可以固定待侧物的位置，即可进一步的利用所述用于运动捕捉的重复定位系统对捕捉点设置基面相对于待测物的位置进行辅助定位。
附图说明
32.附图1是本实用新型一种用于运动捕捉的标记点设置装置示意图。
33.附图2是本实用新型所述捕捉点设置基面局部及标记识别装置示意图。
34.附图3是本实用新型一种用于运动捕捉的标记点设置装置另一种所述位置标识示意图。
35.附图4是本实用新型另一种用于运动捕捉的标记点设置装置示意图。
36.附图5是附图4的局部放大图。
37.附图6是本实用新型另一种用于运动捕捉的标记点设置装置其标记识别装置装卸卡合示意图。
38.附图7是本实用新型一种用于运动捕捉的重复定位系统示意图。
39.附图8是本实用新型一种用于运动捕捉的重复定位系统其定位标识装置示意图。
40.附图9是本实用新型一种用于运动捕捉的重复定位系统其待测安置区示意图。
具体实施方式
41.下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型记载的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
42.附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
43.1.捕捉点设置基面
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2.标记识别装置
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3.定位记录装置
44.4.定位标识装置
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5.待测安置区
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11.位置标识
45.12.滑移轨道
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21.粘贴部
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22.固定卡
46.31.刻度标识
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32.固定板
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41.发射架
47.42.激光发射器
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51.足底凹陷
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52.足跟挡板
48.121.滑动卡
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13.黏贴面
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14.定位通孔
49.实施例1
50.请参看附图1，附图1是本实用新型一种用于运动捕捉的标记点设置装置示意图。一种用于运动捕捉的标记点设置装置，包括捕捉点设置基面1、标记识别装置2；
51.所述捕捉点设置基面1为完整的平面，呈长方形，且其为柔软材料，能够形变，可与待测物紧密相贴，在一些实施例中，其形状亦可以为三角形等，可依据待测对象的特点及需要，设置统一的贴合制式；请参看附图2，附图2是本实用新型所述捕捉点设置基面局部及标记识别装置示意图；所述捕捉点设置基面1其中的一面为黏贴面13，即一面上设有黏胶，用于与待测物的粘黏贴合，优选的，所述黏贴面13可以为独立的结构，即双面皆设有黏胶的双面胶似结构，其一面与捕捉点设置基面1相贴，一面用于与待测物相贴合，其优点在于，使所述捕捉点设置基面1具有可重复利用性，相对降低了使用成本，需要说明的是，由于本实施例中所述捕捉点设置基面1仅作为基本的位置标识11载体，因此其结构可以为透明的膜材料等，因此其本身成本并不高，即可批量生产同一标准的一次性捕捉点设置基面1。所述捕捉点设置基面1其另一面上设有位置标识11，所述位置标识11为设于捕捉点设置基面1上由纵横交错的刻度线构成的刻度线网格；请参看附图3，附图3是本实用新型一种用于运动捕
捉的标记点设置装置另一种所述位置标识示意图；在一些实施例中，还可以为均匀分布于捕捉点设置基面1上的刻度点位，通过记录识别装置覆盖的点位记录其位置。
52.请再次参看附图2；所述标记识别装置2为运动捕捉中用于摄像捕捉的标记球，其与所述捕捉点设置基面1可拆卸相连，对应的，所述标记识别装置2其底部设有粘贴部21，与所述捕捉点设置基面1黏贴相连，操作简单，连接稳定；同样，为了进一步降低其使用成本，所述粘贴部21设为独立的双面胶式结构，可拆卸式黏贴于所述标记识别装置2底部，需要说明的是，其与所述标记识别装置2的可拆卸连接方式不仅能通过黏贴的方式实现，还可以通过卡扣卡合的方式实现，其目的是实现粘贴部21与标记识别装置2之间的可拆卸式连接。
53.需要说明的是：本实用新型所述用于运动捕捉的标记点设置装置使用时，以棘突、肩胛骨及其连线等易定位部位为标志，将本实用新型所述捕捉点设置基面1贴合与待测物表面即人体体表，在本实施例中则以背部为例，将所述捕捉点设置基面1通过黏贴面13粘贴于背部，再根据运动捕捉的需要将若干标记识别装置2贴合于捕捉点设置基面1上的合适位置，并通过所述位置标识11读取记录各标记识别装置2所在的位置，进行运动捕捉时，由于捕捉点设置基面1与体表完全重合，因此其所传递的运动信息即为实际的运动信息，大大减少了误差来源；在其后对同一人进行重复的运动捕捉时，只需调出前次存储的数据，将捕捉点设置基面1再次贴合好，并复刻标记识别装置2的设置位置即可，需要说明的是，为使前后捕捉点设置基面1贴合的位置相同，可与体表做相应标记，以标记捕捉点设置基面1相对于体表的位置，进一步确保前后贴合位置的稳定性。
54.实施例2
55.请参看附图4、附图5，附图4是本实用新型另一种用于运动捕捉的标记点设置装置示意图；附图5是附图4的局部放大图。本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于，所述捕捉点设置基面1其上设有滑移轨道12，其滑移轨道12于所述捕捉点设置基面1上纵横交错布置，附图4、5中仅示意展示同向滑移轨道，其同样具备相应的功能，标记识别装置2可沿所述滑移轨道12移动固定；请参看附图6，附图6是本实用新型另一种用于运动捕捉的标记点设置装置其标记识别装置装卸卡合示意图。为方便所述标记识别装置2的拆卸，所述滑移轨道12其上设有若干滑动卡121，所述标记识别装置2其底部设有与所述滑动卡121相适配的固定卡22，所述固定卡22与所述滑动卡121之间可拆卸相连。
56.实施例3
57.请参见附图7，附图7是本实用新型一种用于运动捕捉的重复定位系统示意图；一种用于运动捕捉的重复定位系统，包括：标记点设置装置、定位记录装置3、定位标识装置4，还包括待测安置区5；所述待测安置区5用于固定待侧物的位置，所述定位标识装置4用于在所述定位记录装置3上标记所述标记点设置装置的位置信息，所述位置信息包括高度距离、宽度距离，其中，所述待测安置区5位于所述标记点设置装置及定位记录装置3之间；
58.所述定位记录装置3为设有刻度标识31的固定板32；所述定位标识装置4为设于发射架41上的激光发射器42；即在本实施例中，在同一水平面上，其上设有带有纵横交错的刻度线的固定板32，一端设有发射架41，请参见附图8，附图8是本实用新型一种用于运动捕捉的重复定位系统其定位标识装置示意图；所述发射架41具有伸缩功能，其上设有若干与其平移活动相连的激光发射器42，所述激光发射器42的射束垂直照射于固定板32的刻度标识31上，在发射架41与固定板32之间的中线上设有所述待测安置区5，其为以方形区域，请参
见附图9，附图9是本实用新型一种用于运动捕捉的重复定位系统其待测安置区示意图；优选的，其上可设置与足底形状相适配的凹陷，供使用者定位，甚至还可以设置足跟挡板52，使站立时，以足跟触碰挡板为基准，配合足底凹陷51进行人体的初始定位，还可应对足部与足底凹陷大小不匹配的问题。
59.该用于运动捕捉的重复定位系统在工作时，首先使人站立于所述待测安置区5的既定位置，按上述实施例所述，安置所述捕捉点设置基面1，在运动捕捉之前，使用定位标识装置4对捕捉点设置基面1进行空间位置信息记录，具体的，打开激光发射器42，利用发射架41进行上下左右的平移，使激光照射所述捕捉点设置基面1的角部，和或边缘，固定激光发射器42的位置，进行初次运动捕捉，其优点在于，其一、激光发射器42在定位记录装置3上形成的光点，反映的则是捕捉点设置基面1在冠状面上的高度、宽度的空间信息，而人体及待测安置区5则提供矢状面上的深度信息，因此相关参数的取得使在后面的重复定位中可以构建与初次运动捕捉相同的空间位置；其二、所述标记点设置装置解决了捕捉点设置基面1、标记识别装置2的重复定位问题，而所述定位标识装置4利用激光束可以调节人体在再次重复捕捉时，与初次捕捉时的体位一致性问题，即调整站姿位置，使捕捉点设置基面1各定位点与激光路径重叠，即可完成重复定位。
60.优选的，为了使定位的标识更加明确，所述标记点设置装置其捕捉点设置基面1上设有若干定位通孔14，即激光光束通过照射所述定位通孔完成空间信息的定位与记录，避免辨认捕捉点设置基面1边缘与拐角可能造成的误差。
61.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。