(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210457321.9 (22)申请日 2022.04.28 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114565978 A (43)申请公布日 2022.05.31 (73)专利权人 深圳市第二人民医院 （深圳市转 化医学研究院） 地址 518035 广东省深圳市笋岗西路3 002 号深圳市第二人民医院 (72)发明人 蒯声政　张睿　陈姿宇　颜滨　 周文钰　李文翠　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 专利代理师 张换男(51)Int.Cl. G06T 7/33(2017.01) G06V 40/20(2022.01) G06V 40/10(2022.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/246(2017.01) G06T 17/00(2006.01) (56)对比文件 US 2020302621 A1,2020.09.24 US 201510 5780 A1,2015.04.16 EP 386285 0 A1,2021.08.1 1 CN 112545498 A,2021.0 3.26 审查员 黄艳艳 (54)发明名称 基于动作捕捉点云的关节旋转中心优化方 法及设备 (57)摘要 基于动作捕捉点云的关节旋转中心优化方 法及设备， 属于动作 捕捉和人体肌骨建模技术领 域。 为了解决基于标记点计算的关节 运动参数对 贴点误差敏感存在较大误差的问题。 本发明基于 采集的优化关节和与优化关节分别连接的第一 骨、 第二骨在相对静止状态及相对运动状态下标 记点数据， 将第一骨相对运动状态下标记点数据 重合到相对静止状态下标记点数据上， 并基于对 应的旋转平移关系将标记点数据运动轨迹转化 成第一骨保持不动、 第二骨通过优化关节围绕第 一骨的旋转运动； 将当前帧的第二骨标记点重合 到上一帧的第二骨对应的标记 点上， 并将完整步 态周期中所有相邻两帧旋转平移矩 阵的旋转中 心转变成最优化问题实现优化。 主要用于关节旋 转中心优化。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 114565978 B 2022.07.26 CN 114565978 B 1.基于动作捕捉 点云的关节旋转中心优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 基于采集的优化关节和与优化关节分别连接的第 一骨、 第二骨在相对静止状态及相对 运动状态下标记点数据， 将第一骨相对运动状态下标记点数据重合到相对静止状态下标记 点数据上， 并基于对应的旋转平移关系将标记点数据运动轨迹转化成第一骨保持不动、 第 二骨通过优化关节围绕第一骨的旋转 运动； 将当前帧的第 二骨标记点重合到上一帧的第 二骨对应的标记点上， 确定旋转平移矩阵 Tcurrent_frame并获取旋转中心P点坐标； 计算完整步态周期 中所有相邻两帧旋转平移矩阵的 旋转中心  P， 将 作为最优目标， 并将其转变成最优化问 题， 进而实现关节旋转中心的优化； 其中， I 为单位矩阵， n 为完整步态周期中的帧数。 2.根据权利要求1所述的基于动作捕捉点云的关节旋转中心优化方法， 其特征在于， 将 作为最优目标， 并将其 转变成的最优化问题如下： 其中， P_x、 P_y、 P_z为旋转中心P点坐标值， P_marker为优化关节对应标记点 的中心位 置点， P_marker_x、 P_marker_y、  P_marker_z为P_marker的坐标； offset  为优化范围， offset_x、 of fset_y、 of fset_z分别为优化范围的坐标。 3.根据权利要求2所述的基于动作捕捉点云的关节旋转中心优化方法， 其特征在于， 所 述获取旋转中心P点 坐标的过程是通过 数值计算的方式实现的。 4.根据权利要求3所述的基于动作捕捉点云的关节旋转中心优化方法， 其特征在于， 将 第一骨相对运动状态下标记点数据重合到相对静止状态下标记点数据上的过程是利用标 记点集重合算法实现的。 5.根据权利要求4所述的基于动作捕捉点云的关节旋转中心优化方法， 其特征在于， 将 当前帧的第二骨标记点重合到上一帧的第二骨对应的标记点上的过程是利用标记点集重 合算法实现的。 6.根据权利要求5所述的基于动作捕捉点云的关节旋转中心优化方法， 其特征在于， 所 述标记点 集重合算法为迭代最近点 算法。 7.根据权利要求1至6之一所述的基于动作捕捉点云的关节旋转中心优化方法， 其特征 在于， 所述的标记 点为优化关节、 与优化关节连接的第一骨、 与优化关节分别连接的第二骨 对应的人体部位上设置的光学 标记点被运动捕捉系统捕捉后所 得到的标记点。 8.根据权利要求7所述的基于动作捕捉点云的关节旋转中心优化方法， 其特征在于， 优 化关节在相对静止状态下 的标记点至少为两个； 与优化关节连接的第一骨、 与优化关节分 别连接的第二骨 在相对静止状态下的标记点分别至少为 三个。 9.一种存储介质， 其特征在于， 所述存储介质中存储有至少一条指令， 所述至少一条指权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114565978 B 2令由处理器加载并执行以实现如权利要求1至8之一所述的基于动作捕捉点云的关节旋转 中心优化方法。 10.基于动作捕捉点云的关节旋转中心优化设备， 其特征在于， 所述设备包括处理器和 存储器， 所述存储器中存储有至少一条指令， 所述至少一条指令由处理器加载并执行以实 现如权利要求1至8之一所述的基于动作捕捉 点云的关节旋转中心优化方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114565978 B 3