CN107423733A - 基于标记点身份识别的动作捕捉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于标记点身份识别的动作捕捉系统，包括设置于控制器内的身份识别发射端和设置于相机模块内的身份识别接收端，身份识别发射端包括第一控制器、限流电阻和发光二极管组；第一控制器的第一端通过I2C总线连接电脑，第一控制器的第二端连接限流电阻的第一端，限流电阻的第二端连接发光二极管组的第一端；身份识别接收端包括感光传感器和用于判别标识点类别的第二控制器，第一控制器和第二控制器分别连接有电源；相机模块包括多个摄像机，每个摄像机内均设置有身份识别接收端。本发明减小了光线传输的距离，同时也减小了光线强度衰弱程度，使得摄像装置能够更好更精确地捕捉到标记点的位置，提高了动作捕捉的精准度。

Description

基于标记点身份识别的动作捕捉系统
技术领域
本发明涉及电子信息技术领域，具体涉及一种基于标记点身份识别的动作捕捉系统。
背景技术
虚拟现实(Virtual Reality，简称VR，又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
随着虚拟现实技术的发展，光学定位技术广泛应用起来，VR动作捕捉摄像机拍摄捕捉对象上布满的标记点，标记点反射由VR动作捕捉摄像机上发出的光线，多台动作捕捉摄像机从不同角度采集标记点位置，将其传输至计算机，通过视觉算法过滤无用信息后，获得标记点位置。
但是，目前在捕捉标记点的过程中，随着捕捉对象远离VR动作捕捉摄像机，物体上的标记点接收到的光线的强度或越来越弱，进而反射的光线的强度也会越来越弱，这就可能导致VR动作捕捉摄像机接收不到标记点反射的光线，从而不利于标记点定位，也不利于标记点识别。
因此，现有技术中存在VR动作捕捉摄像机在捕捉远距离标记点时精确率不高的技术问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种提升标记点精度的基于标记点身份识别的动作捕捉系统。
本发明的技术方案是：一种基于标记点身份识别的动作捕捉系统，包括设置于控制器内的身份识别发射端和设置于相机模块内的身份识别接收端，所述身份识别发射端包括第一控制器、限流电阻和发光二极管组；所述第一控制器的第一端通过I2C总线连接电脑，第一控制器的第二端连接限流电阻的第一端，限流电阻的第二端连接发光二极管组的第一端；
所述身份识别接收端包括感光传感器和用于判别标识点类别的第二控制器，所述第一控制器和第二控制器分别连接有电源；
所述相机模块包括多个根据不同的ID编号来进行区别排序的摄像机，每个摄像机内均设置有身份识别接收端。
进一步优选的是，所述发光二极管组包括多个红外发光二极管。
更进一步优选的是，所述感光传感器为红外线传感器。
更进一步优选的是，所述电源具体为移动电源。
更进一步优选的是，所述第二控制器通过无线通讯连接外部电脑。
更进一步优选的是，所述第一控制器内设置有驱动芯片，驱动芯片的型号为PCA9532BS。
更进一步优选的是，所述限流电阻具体为阻值偏差小于5％的电阻，阻值为0.3Ω。
本发明的有益效果是：
由于在VR摄影的过程中，通常是采用多个摄像机从不同的角度捕捉捕捉对象上的标记点，因此，为了使多个摄像机都能捕捉到该捕捉对象上的标记点，在具体的实施过程中，作为优选的，发光二极管组具体选择了多个红外发光二极管，将多个发光二极管单体集中在一起，每一个发光二极管单体朝向不同的方向，使身份识别发射端能够向多个方向照射，提升身份识别发射端的探测距离。
由于通过采用主动发光装置代替被动反光装置作为捕捉对象的标记点，减小了光线传输的距离，同时也减小了光线强度衰弱程度，使得摄像装置能够更好更精确地捕捉到标记点的位置，从而确定捕捉对象的动作，提高了动作捕捉的精准度。
附图说明
图1为本发明的基于标记点身份识别的动作捕捉系统的结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的技术方案进行详细的说明，应当说明的是，以下仅是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些应当都属于本发明的保护范围。
本发明实施例公开了一种基于标记点身份识别的动作捕捉系统，包括设置于控制器内的身份识别发射端和设置于相机模块内的身份识别接收端，所述身份识别发射端包括第一控制器、限流电阻和发光二极管组；所述第一控制器的第一端通过I2C总线连接电脑，第一控制器的第二端连接限流电阻的第一端，限流电阻的第二端连接发光二极管组的第一端；
所述身份识别接收端包括感光传感器和用于判别标识点类别的第二控制器，所述第一控制器和第二控制器分别连接有电源；
所述相机模块包括多个根据不同的ID编号来进行区别排序的摄像机，每个摄像机内均设置有身份识别接收端。不同的摄像机给予不同的ID编号，方便区别每一个摄像机的位置，后期形成更加清晰的身份定位信息。
优选的，所述电源具体为移动电源。适用方便，灵活性好。
优选的，所述第一控制器内设置有驱动芯片，驱动芯片的型号为PCA9532BS。价格低廉，稳定性好。
本发明专利技术方案如图1所示，本光学动作捕捉系统的身份识别主要由身份识别发射端(标记模块)和身份识别接收端(相机模块)组成。其中发射端主要由第一控制器、限流电阻和发光二极管组合组成，接收端主要由感光传感器和内设判断模块的第二控制器组成。其发射端工作原理如下：首先，通过背包电脑的USB端口供电；其次，第一控制器提供发光二极管组的驱动信号，控制发光二极管组的点亮频率；再次，限流电阻控制发光二极管组的发光强度；最后，采用组合发光二极管组实现光线发射。接收端工作原理如下：首先，相机端感光传感器接收到发光二极管组的红外光线，其次，第二控制器根据传入的信号判断闪烁频率；再次，第二控制器中的判别模块根据频率识别标记点，其中，第二控制器中的判别模块为现有的判别模块。
本发明实施例中，由于通过采用主动发光装置代替被动反光装置作为捕捉对象的标记点，减小了光线传输的距离，同时也减小了光线强度衰弱程度，使得摄像装置能够更好更精确地捕捉到标记点的位置，从而确定捕捉对象的动作，提高了动作捕捉的精准度。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
首先，介绍一下本发明实施例的背景技术。
虚拟现实(Virtual Reality，简称VR，又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
随着虚拟现实技术的发展，光学定位技术广泛应用起来，VR动作捕捉摄像机拍摄捕捉对象上布满的标记点，标记点反射由VR动作捕捉摄像机上发出的光线，多台动作捕捉摄像机从不同角度采集标记点位置，将其传输至计算机，通过视觉算法过滤无用信息后，获得标记点位置。
但是，目前在捕捉标记点的过程中，随着捕捉对象远离VR动作捕捉摄像机，物体上的标记点接收到的光线的强度或越来越弱，进而反射的光线的强度也会越来越弱，这就可能导致VR动作捕捉摄像机接收不到标记点反射的光线，从而不利于标记点定位，也不利于标记点识别。
因此，现有技术中存在VR动作捕捉摄像机在捕捉远距离标记点时精确率不高的技术问题。
下面对本发明优选的实施方式进行详细说明。
请参考图1，本发明实施例公开了一种基于标记点身份识别的动作捕捉系统，包括设置于控制器内的身份识别发射端和设置于相机模块内的身份识别接收端，所述身份识别发射端包括第一控制器、限流电阻和发光二极管组；所述第一控制器的第一端外接电脑端口，第一控制器的第二端连接限流电阻的第一端，限流电阻的第二端连接发光二极管组的第一端；
所述身份识别接收端包括感光传感器和用于判别标识点类别的第二控制器，所述第一控制器和第二控制器分别连接有电源；
所述相机模块包括多个根据不同的ID编号来进行区别排序的摄像机，每个摄像机内均设置有身份识别接收端。
由于在VR摄影的过程中，通常是采用多个摄像机从不同的角度捕捉捕捉对象上的标记点，因此，为了使多个摄像机都能捕捉到该捕捉对象上的标记点，在具体的实施过程中，作为优选的，发光二极管组具体选择了多个红外发光二极管，将多个发光二极管单体集中在一起，每一个发光二极管单体朝向不同的方向，使身份识别发射端能够向多个方向照射，提升身份识别发射端的探测距离。
在具体的实施过程中，为了使身份识别发射端发出的光能够传递更远的距离，作为优选的，发光二极管组具体选择了多个红外发光二极管，相对应的，所述感光传感器选择红外线传感器。由于红外光的波长更长，相较于其他波长的光，在光线传递的过程中更容易绕过障碍物，传递到更远的地方，并针对红外发光二极管发出的红外线设置专门的红外线传感器，配套设置，提高感应灵敏度。
本发明实施例提供的用于VR摄影的光学动作捕捉系统的工作过程如下：
首先，将作为标记点的身份识别发射端绑定到捕捉对象上，该捕捉对象可以是人，也可以是动物，甚至可以是汽车等非生命物体，在此不做限定。
绑定好身份识别发射端后，开启身份识别发射端的电源，身份识别发射端中的第一控制器提供发光二极管的驱动信号，控制发光二极管的点亮或者熄灭，也可以理解为，第一控制器提供发光二极管的驱动信号，控制发光二极管发光的频率。
为了适应拍摄需求，身份识别发射端中还设置有限流电阻，限流电阻与发光二极管连接，通过限流电阻控制发光二极管的发光强度，作为优选的，所述限流电阻具体为阻值偏差小于5％的电阻，阻值为0.3Ω，极小的偏差，保证发光时的精确度和稳定性。
当标记点准备就绪之后，通过摄像机捕获该捕捉对象上的标记点，通过捕获的标记点确认该捕捉对象的动作。
在具体的实施过程中，捕捉对象可能有多个，当多个捕捉对象都距离摄像机很远时，很容易出现无法分辨出每个捕捉对象的身份的情况，甚至当捕捉对象过多，还可能出现丢失捕捉对象的情况。为了避免出现无法分辨出每个捕捉对象的身份，甚至丢失捕捉对象的情况，摄像机内部设置有感光传感器，当摄像机在捕捉捕捉对象的动作时，感光传感器会感受到身份识别发射端的发光频率，然后第二控制器根据发光频率确认该身份识别发射端对应的捕捉对象的身份信息。
为了能够及时生成捕捉对象的VR图像，作为优选的，第二控制器通过无线通讯连接外部电脑，当摄像机捕捉到捕捉对象的动作后，实时将捕捉的图像信息传输至外部电脑，外部电脑根据接收到的所述图像信息及时生成VR图像。
需要注意的是，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
根据本说明书的记载即可较好的实现本发明的技术方案。

Claims (7)

1.一种基于标记点身份识别的动作捕捉系统，其特征在于，包括设置于控制器内的身份识别发射端和设置于相机模块内的身份识别接收端，所述身份识别发射端包括第一控制器、限流电阻和发光二极管组；所述第一控制器的第一端通过I2C总线连接电脑，第一控制器的第二端连接限流电阻的第一端，限流电阻的第二端连接发光二极管组的第一端；
所述身份识别接收端包括感光传感器和用于判别标识点类别的第二控制器，所述第一控制器和第二控制器分别连接有电源；
所述相机模块包括多个根据不同的ID编号来进行区别排序的摄像机，每个摄像机内均设置有身份识别接收端。
2.根据权利要求1所述的基于标记点身份识别的动作捕捉系统，其特征在于，所述发光二极管组包括多个红外发光二极管。
3.根据权利要求2所述的基于标记点身份识别的动作捕捉系统，其特征在于，所述感光传感器为红外线传感器。
4.根据权利要求1所述的基于标记点身份识别的动作捕捉系统，其特征在于，所述电源具体为移动电源。
5.根据权利要求1所述的基于标记点身份识别的动作捕捉系统，其特征在于，所述第二控制器通过无线通讯连接外部电脑。
6.根据权利要求1所述的基于标记点身份识别的动作捕捉系统，其特征在于，所述第一控制器内设置有驱动芯片，驱动芯片的型号为PCA9532BS。
7.根据权利要求1所述的基于标记点身份识别的动作捕捉系统，其特征在于，所述限流电阻具体为阻值偏差小于5％的电阻，阻值为0.3Ω。
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