創(chuàng)建人體工學(xué)人體模型的姿勢以及使用自然用戶界面控制計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)環(huán)境的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及創(chuàng)建人體工學(xué)人體模型的姿勢以及使用自然用戶界面控制計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)環(huán)境。計(jì)算機(jī)接收來自動作感應(yīng)輸入器件的一組空間坐標(biāo)，該空間坐標(biāo)描述人類模型的肢體的至少一個關(guān)節(jié)的位置。計(jì)算機(jī)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序（132）發(fā)送該組空間坐標(biāo)，該計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序（132）基于由多個角度數(shù)據(jù)實(shí)例描述的肢體角度的變化表示人體工學(xué)人體模型（150）的運(yùn)動。計(jì)算機(jī)接收來自計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序（132）的角度規(guī)格，該角度規(guī)格對應(yīng)于在至少一個三維平面中的肢體的角度。計(jì)算機(jī)根據(jù)接收到的角度規(guī)格將該組空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為角度數(shù)據(jù)，該角度數(shù)據(jù)描述肢體定位。
【專利說明】創(chuàng)建人體工學(xué)人體模型的姿勢以及使用自然用戶界面控制 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)環(huán)境

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體涉及人體工學(xué)人體模型的定位和控制它們的環(huán)境并且，具體地，本發(fā) 明涉及定位結(jié)構(gòu)模型和通過使用動作感應(yīng)裝置、算法和電腦輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制它們的設(shè)計(jì) 環(huán)境的系統(tǒng)和方法，其中算法將空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成角度數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)基于 觀察到的對象的動作創(chuàng)建模型。

【背景技術(shù)】
[0002] 人體工學(xué)人體模型使用在多種應(yīng)用中，這些應(yīng)用包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、建模、測試、虛擬 環(huán)境的建立。運(yùn)輸車輛和其零部件制造商在碰撞安全測試以及乘客和駕駛員舒適和適用性 中使用人體模型。工業(yè)工程師和辦公空間設(shè)計(jì)師可以使用計(jì)算機(jī)生成的人體工學(xué)人體模型 模擬和設(shè)計(jì)安全、富有成效的并吸引人的工作環(huán)境。
[0003] 人體工程人體模型可以被車間設(shè)計(jì)師用來模擬、表達(dá)和優(yōu)化手動處理任務(wù)如升 高、降低、推、拉和運(yùn)載。他們可以使用簡化的工作流程更快地分析設(shè)計(jì)并再次使用保存的 分析設(shè)置。辦公空間設(shè)計(jì)師還可以利用報(bào)表功能提供為人類設(shè)計(jì)和優(yōu)化的產(chǎn)品并確保符合 健康和安全準(zhǔn)則及人體工學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。
[0004] 逼真的人體模型可以被設(shè)計(jì)以提供對各種環(huán)境條件和事件的響應(yīng)信息。此類人體 模型可以用真實(shí)的人體測量學(xué)或人體尺寸建立。
[0005] 具有建立在存在的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造工具中的功能的人體工學(xué) 人體模型的手動定位可以是重復(fù)的和耗時的。替代方案可以包括使用更高成本的全身動作 追蹤和控制人體模型定位以開發(fā)安全和人體工學(xué)問題的意識。然而，手動設(shè)置包括計(jì)算機(jī) 輔助系統(tǒng)的數(shù)字人體姿勢內(nèi)部工具可以是昂貴的和不精確的。在許多情況下，時間限制和 手動定位人體模型或外包這些任務(wù)給此類服務(wù)的外部供應(yīng)商的成本可能是不切實(shí)際的。 因此，可能期望有效的新技術(shù)和工具集成具有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和其它工具的低成本感應(yīng)裝 置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 說明性實(shí)施例提供用于定位結(jié)構(gòu)模型和控制其設(shè)計(jì)環(huán)境的裝置。該裝置包括處理 器和與該處理器通信的存儲器。該裝置包括動作感應(yīng)輸入器件，其與處理器通信并且被配 置為跟蹤對象的運(yùn)動并且針對位于對象上至少一個點(diǎn)產(chǎn)生多組空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)。該裝置包括 存儲在存儲器中的應(yīng)用程序，其中當(dāng)處理器執(zhí)行該應(yīng)用程序時，該應(yīng)用程序被配置為接收 來自動作感應(yīng)輸入器件的至少一點(diǎn)的第一組空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)。該應(yīng)用程序還被配置為向計(jì)算 機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)發(fā)送空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，該計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)根據(jù)位于對象上的點(diǎn)的動作來 計(jì)算角度數(shù)據(jù)從而修正對象的模型的設(shè)計(jì)。說明性實(shí)施例還提供用于定位人體工學(xué)人體模 型和控制人體模型設(shè)計(jì)環(huán)境的處理器實(shí)施方法。該方法包括計(jì)算機(jī)接收來自動作感應(yīng)輸入 器件的一組空間坐標(biāo)，該空間坐標(biāo)描述人類模型肢體的至少一個關(guān)節(jié)的位置。該方法包括 計(jì)算機(jī)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序發(fā)送該組空間坐標(biāo)，該計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序基于由 多個角度數(shù)據(jù)的實(shí)例描述的肢體角度的變化來表示人體工學(xué)人體模型的運(yùn)動。該方法包括 計(jì)算機(jī)接收來自計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的角度規(guī)格，該角度規(guī)格在至少一個三維平面中 對應(yīng)于肢體的角度。該方法包括計(jì)算機(jī)根據(jù)所接收的角度規(guī)格將該組空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為角度 數(shù)據(jù)，該角度數(shù)據(jù)描述肢體的位置。
[0007] 說明性實(shí)施例還提供將動作感應(yīng)輸入器件與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序集成在一 起以便控制人體工學(xué)人體模型的處理器實(shí)施方法。該方法包括計(jì)算機(jī)在人類模型運(yùn)動期間 中接收表示骨骼關(guān)節(jié)定位的三維X、y和Z坐標(biāo)，該x、y和Z坐標(biāo)由動作感應(yīng)輸入器件捕獲。 該方法包括計(jì)算機(jī)接收指定在至少一個三維平面中描述肢體角度的自由度的信息。該方法 包括計(jì)算機(jī)基于自由度和X、y和Z坐標(biāo)確定至少一個肢體角度，其中該確定的肢體角度指 定人體工學(xué)人體模型的取向。該方法包括計(jì)算機(jī)提供該至少一個肢體角度到計(jì)算機(jī)輔助設(shè) 計(jì)應(yīng)用程序，以便用于表示該肢體的運(yùn)動。
[0008] 特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可以在本公開的各種實(shí)施例中單獨(dú)地實(shí)現(xiàn)，或可以在其它實(shí)施 例中被組合，其中參見以下說明和附圖可以看出進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 在所附的權(quán)利要求中記載了被認(rèn)為是表征了示例性實(shí)施例的新穎特征。然而，當(dāng) 結(jié)合附圖閱讀本公開示例性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述時，將更好地理解示例性實(shí)施例與優(yōu)選 的使用模式、進(jìn)一步目的及其優(yōu)勢，其中：
[0010] 圖1是根據(jù)說明性實(shí)施例的用于定位結(jié)構(gòu)模型的裝置的框圖；
[0011] 圖2a是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于定位結(jié)構(gòu)模型的方法的流程圖；
[0012] 圖2b是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于定位結(jié)構(gòu)模型的方法的流程圖；
[0013] 圖3是根據(jù)說明性實(shí)施例的用于定位結(jié)構(gòu)模型的裝置的框圖；
[0014] 圖4是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于定位結(jié)構(gòu)模型的工藝流程的流程圖；
[0015] 圖5是根據(jù)說明性實(shí)施例的用于定位結(jié)構(gòu)模型的裝置的框圖；
[0016] 圖6是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于表示肢體角度的三維平面的圖；
[0017] 圖7是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于定位人類肢體的坐標(biāo)的圖；
[0018] 圖8是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于定位人類肢體的坐標(biāo)的圖；
[0019] 圖9是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的關(guān)于人類模型的動作感應(yīng)器件的坐標(biāo)的圖；
[0020] 圖10是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的接收自動作感應(yīng)器件的坐標(biāo)系統(tǒng)和點(diǎn)的圖；
[0021] 圖11是根據(jù)說明性實(shí)施例示出坐標(biāo)系統(tǒng)以及人體工學(xué)人體模型的體段的圖；
[0022] 圖12是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于人類肢體定位的坐標(biāo)的圖；
[0023] 圖13是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于人類肢體定位的坐標(biāo)的圖；
[0024] 圖14是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于人類肢體定位的坐標(biāo)的圖；
[0025] 圖15是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于人類肢體定位的坐標(biāo)的圖；
[0026] 圖16是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于跟蹤相對于顯示光標(biāo)位置的手位置的坐標(biāo) 的圖示；
[0027] 圖17是根據(jù)說明性實(shí)施例的表示肢體角度的矢量的圖；
[0028] 圖18是提供根據(jù)說明性實(shí)施例的表示肢體角度的矢量的分析的圖表；
[0029] 圖19是根據(jù)說明性實(shí)施例的定義由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序指定的角度的表 格，該應(yīng)用程序用于平面和軸上的人體模型的體段的接收處理；
[0030] 圖20是根據(jù)說明性實(shí)施例的定義由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序指定的角度的表 格，該應(yīng)用程序用于平面和軸上的人體模型的體段的接收處理；
[0031] 圖21是根據(jù)說明性實(shí)施例的定義由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序指定的角度的表 格，該應(yīng)用程序用于平面和軸上的人體模型的體段的接收處理；
[0032] 圖22是根據(jù)說明性實(shí)施例的定義由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序指定的角度的表 格，該應(yīng)用程序用于平面和軸上的人體模型的體段的接收處理；
[0033] 圖23顯示根據(jù)說明性實(shí)施例示出相關(guān)肢體的矢量的標(biāo)準(zhǔn)化的圖表；
[0034] 圖24顯示根據(jù)說明性實(shí)施例示出相關(guān)肢體的矢量的標(biāo)準(zhǔn)化的圖表；
[0035] 圖25顯示根據(jù)說明性實(shí)施例示出相關(guān)肢體的矢量的標(biāo)準(zhǔn)化的圖表；
[0036] 圖26顯示根據(jù)說明性實(shí)施例示出相關(guān)肢體的矢量的標(biāo)準(zhǔn)化的圖表；
[0037] 圖27顯示根據(jù)說明性實(shí)施例示出相關(guān)肢體的矢量的標(biāo)準(zhǔn)化的圖表；
[0038] 圖28顯示根據(jù)說明性實(shí)施例示出相關(guān)肢體的矢量的標(biāo)準(zhǔn)化的圖表；
[0039] 圖29顯示根據(jù)說明性實(shí)施例示出相關(guān)肢體的矢量的標(biāo)準(zhǔn)化的圖表；
[0040] 圖30顯示根據(jù)說明性實(shí)施例示出相關(guān)肢體的矢量的標(biāo)準(zhǔn)化的圖表；
[0041] 圖31顯示根據(jù)說明性實(shí)施例示出相關(guān)肢體的矢量的標(biāo)準(zhǔn)化的圖表；
[0042] 圖32顯示根據(jù)說明性實(shí)施例示出相關(guān)肢體的矢量的標(biāo)準(zhǔn)化的圖表；
[0043] 圖33是根據(jù)說明性實(shí)施例的樣本查找表；
[0044] 圖34顯示根據(jù)說明性實(shí)施例示出肢體矢量的圖表；以及
[0045] 圖35是根據(jù)說明性實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的圖示。

【具體實(shí)施方式】
[0046] 說明性實(shí)施例認(rèn)識并考慮上述關(guān)于提供用于給人體工學(xué)人體模型擺姿勢的功效 追蹤能力的問題。此種能力可以在適用于整個產(chǎn)品生命周期時提供設(shè)計(jì)和制造方法決議的 更好的情況意識。說明性實(shí)施例可以允許用戶進(jìn)行如適當(dāng)?shù)淖藙莸墓ぷ?，并且提供語音控 制以能夠控制計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)環(huán)境而不使用鼠標(biāo)、鍵盤、或其它手動輸入器件。
[0047] 說明性實(shí)施例還提供無標(biāo)記動作跟蹤和捕獲能力，其可以使用配合計(jì)算機(jī)輔助設(shè) 計(jì)系統(tǒng)的低成本動作感應(yīng)輸入器件。這些跟蹤和捕獲能力可以使人體工學(xué)人體模型的相對 低成本全身跟蹤和控制以及其它三維幾何結(jié)構(gòu)和應(yīng)用功能可行。
[0048] 外部輸入器件如動作感應(yīng)設(shè)備器件可以被用來控制人體工學(xué)人類模型的姿勢和 位置。這些裝置可以與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成以執(zhí)行先前由鼠標(biāo)和鍵盤執(zhí)行的基本觀察 功能。集成可以被執(zhí)行以跟蹤骨骼動作并輸出用于多個骨骼關(guān)節(jié)的x、y和z坐標(biāo)。集成還 可以被執(zhí)行以通過使用包含動作感應(yīng)裝置的話筒陣列識別語音指令。
[0049] 說明性實(shí)施例還提供被具有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的動作感應(yīng)裝置捕獲的內(nèi)容的 集成。集成可以使用與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)相關(guān)的應(yīng)用程序編程界面以允許從動作感應(yīng)裝 置收集到的數(shù)據(jù)的輸入被本文提供的算法轉(zhuǎn)換。該算法能夠?qū)⑹占降臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)要求的格式以控制人體工學(xué)人體模型或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)環(huán)境。
[0050] 動作感應(yīng)輸入器件可以跟蹤人類模型的動作并且針對位于人體模型上的點(diǎn)產(chǎn)生 多組空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)。對象上的點(diǎn)可以由三維x、y和z笛卡爾坐標(biāo)表示。在其它說明性實(shí)施 例中可以使用其它坐標(biāo)方案，諸如但不限于球面坐標(biāo)。本文提供的算法可以將空間坐標(biāo)數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換為角度數(shù)據(jù)。該角度數(shù)據(jù)可被用來指定人體工學(xué)人體模型的取向和定位。計(jì)算機(jī)輔 助設(shè)計(jì)系統(tǒng)計(jì)算角度數(shù)據(jù)并使用該角度數(shù)據(jù)定位和取向人體工學(xué)人體模型。用于人體模型 肢體上多個關(guān)節(jié)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)可以在肢體的運(yùn)動期間被收集。
[0051] 說明性實(shí)施例提供將動作感應(yīng)輸入器件與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成的多個算法。 集成使計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)能夠?qū)⑷梭w工學(xué)人體模型定位處于與人類模型所采取的并由 動作感應(yīng)輸入器件捕獲的姿勢類似的姿勢。說明性實(shí)施例能夠使用語音控制以相對計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì)系創(chuàng)建的環(huán)境來轉(zhuǎn)動人體模型。語音指令和身體動作的組合在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系 統(tǒng)的工作臺環(huán)境還能夠執(zhí)行各種攝像頭功能。
[0052] 說明性實(shí)施例可以在應(yīng)用程序中使用，其中人體工學(xué)和安全分析被執(zhí)行為產(chǎn)品開 發(fā)和支持的一部分。汽車和其它機(jī)動車輛、重型設(shè)備和飛行器的制造商可以利用本文提供 的系統(tǒng)和方法。說明性實(shí)施例可以使設(shè)計(jì)和制造工程師能夠評估各種情景。工程師們可以 在使用其配置控制產(chǎn)品和處理數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)工作時執(zhí)行這些任務(wù)?？梢酝ㄟ^向工程師提供 如何裝配并使用產(chǎn)品的改進(jìn)的態(tài)勢感知來實(shí)現(xiàn)成本降低。當(dāng)產(chǎn)品達(dá)到制造階段時設(shè)計(jì)變更 可被降低。
[0053] 現(xiàn)在將注意力轉(zhuǎn)到附圖上。圖1是根據(jù)說明性實(shí)施例的用于定位結(jié)構(gòu)模型的系統(tǒng) 100的框圖的圖示。系統(tǒng)100包括數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器110、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130、轉(zhuǎn)換應(yīng)用 程序132、感應(yīng)裝置140和人體模型150。
[0054] 圖1中示出的系統(tǒng)100可以使用可能在分布的或網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中的一個或更多個數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，并且可能通過稱為"云"的一組遠(yuǎn)程管理數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)系 統(tǒng)100的一個或更多個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的每個均可以是關(guān)于圖35中示出的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 3500或它的變型。系統(tǒng)100可以被表示為包括一個或更多個方框的特征。這些方框中的每 個均可是獨(dú)立的或者可以是整體構(gòu)架的一部分。
[0055] 數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器110可以為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。服務(wù)器組件122在數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器110 上執(zhí)行。轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序132在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130上執(zhí)行并且包括多個算法。轉(zhuǎn)換應(yīng) 用程序132將由感應(yīng)裝置140捕獲的內(nèi)容與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130的功能集成。雖然說 明性實(shí)施例涉及感應(yīng)裝置140,但是說明性實(shí)施例考慮使用多個感應(yīng)裝置。因此，術(shù)語"感 應(yīng)裝置"可以被當(dāng)作是單數(shù)意義或復(fù)數(shù)意義。
[0056] 轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序132可以將人體模型150定位處于與感應(yīng)裝置140實(shí)時跟蹤的人類 模型采取的姿勢或者來自記錄的數(shù)據(jù)的姿勢相同或相似的姿勢。轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序132可以為 了在分析中使用和重用而記錄所需的姿勢信息的數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序132可以執(zhí)行用戶提 供的語音指令和手臂動作的組合以在由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130提供的工作臺環(huán)境中進(jìn) 行如搖攝、變焦、和轉(zhuǎn)動的功能。此類語音指令可以被用來將用戶的視圖從一個預(yù)先設(shè)定的 人體模型150的第二個人視角改變?yōu)檫^肩的人類模型的第一個人視角。語音控制可以被用 來調(diào)整模型后方的第一個人視角的距離。
[0057] 轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序132還可以提供語音控制的使用以相對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130的 環(huán)境轉(zhuǎn)動人類模型?？梢詧?zhí)行此類轉(zhuǎn)動從而補(bǔ)償由感應(yīng)裝置140提供的單個攝像頭視圖并 且補(bǔ)償對觀察對準(zhǔn)攝像頭的個人要求。由轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序132提供的語音控制可以實(shí)現(xiàn)在人 體模型150的骨骼跟蹤和控制以及用于由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130提供的環(huán)境的手勢控制 的屏幕重疊菜單之間的切換。轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序132還可以提供可視屏幕上的提示以支持用戶 發(fā)出的語音指令的正確理解。
[0058] 轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序132還可以提供語音控制，其允許用來識別計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng) 130的手勢控制的屏幕重疊菜單的啟動以及屏幕重疊和手勢控制的消除之間切換，以允許 進(jìn)行中的會話期間的用戶討論。轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序132還可以提供特定語音指令的使用，以在 關(guān)閉作用以允許進(jìn)行期間用于轉(zhuǎn)換的其它語音指令和此后使用關(guān)鍵詞重新啟動語音控制 功能之間切換。
[0059] 轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序132包括多個組件。組件包括客戶端組件134、指令組件136和對 話組件138。在數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器110上執(zhí)行的服務(wù)器組件122接收來自感應(yīng)裝置140的輸 入并且將數(shù)據(jù)流中的輸入傳輸?shù)娇蛻舳私M件134。服務(wù)器組件122可以解決感應(yīng)裝置140 的需求和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130的需求之間的不兼容性。例如，感應(yīng)裝置140可以使用 32比特格式并且要求集成軟件開發(fā)環(huán)境的一個版本。相比之下，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130 可以使用64比特格式并且要求不同的集成軟件開發(fā)環(huán)境。服務(wù)器組件122可以解決這些 不兼容性。
[0060] 服務(wù)器組件122可以顯示由感應(yīng)器件140捕獲的用于可視化的攝像頭的視頻圖 像。服務(wù)器組件122還可以提供用于管理各種音頻方面的控件。在實(shí)施例中，服務(wù)器組件 122的元件以及轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序132的元件、客戶端組件134、指令組件136和對話組件138 可以在不止一個物理計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。例如，服務(wù)器組件122的第一部分可以在數(shù)據(jù)傳輸服 務(wù)器110上執(zhí)行并且服務(wù)器組件122的第二部分可以在計(jì)算機(jī)托管（hosting)的計(jì)算機(jī)輔 助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130上執(zhí)行。在另一個實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序132的多個部分可以在數(shù)據(jù)傳 輸服務(wù)器110上執(zhí)行?？蛻舳私M件134接收來自服務(wù)器組件122的數(shù)據(jù)流?？蛻舳私M件 134可以根據(jù)需要允許獨(dú)立于與感應(yīng)裝置140相關(guān)的任何軟件開發(fā)工具包或任何軟件工具 而進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。
[0061] 指令組件136擴(kuò)展計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130的性能。指令組件136提供與計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130的應(yīng)用程序編程界面集成的定制的指令。指令組件136集成客戶端組件 134以處理攝像頭數(shù)據(jù)和其它輸入數(shù)據(jù)。
[0062] 指令組件136可以提供兩種操作狀態(tài)和在兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的方法。指令組件 136顯示可以使得用戶能夠設(shè)置各種模式操作狀態(tài)的對話。
[0063] 由指令組件136提供的第一操作狀態(tài)是人體模型控制。人體模型控制可以使用接 收自感應(yīng)裝置140的選擇點(diǎn)數(shù)據(jù)以計(jì)算所需的各種角度從而指定由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng) 130設(shè)置的肢體取向和位置。如注意所提到的，客戶端組件134接收由感應(yīng)設(shè)備140產(chǎn)生的 數(shù)據(jù)流內(nèi)容。從服務(wù)器組件122實(shí)時或近乎實(shí)時接收數(shù)據(jù)流內(nèi)容，使得人體模型150可以 看上去有活力。人體模型控制的第二個性能是控制計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130的三維視點(diǎn)。 此類控制可以允許從存在的視點(diǎn)觀察人體模型150或者將觀察點(diǎn)改變?yōu)榈谝灰朁c(diǎn)或第二 視點(diǎn)。
[0064] 由指令組件136提供的第二操作狀態(tài)是使用手勢的場景控制。場景控制和手勢顯 示在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130的一段時間上的重疊窗口。該重疊窗口可以包含能夠控制由 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130提供的場景的三維視點(diǎn)的各種圖標(biāo)。例如，動作中用于身體部分 的骨骼點(diǎn)數(shù)據(jù)可以被跟蹤，并且重疊窗口中的光標(biāo)可以被移動相應(yīng)的距離和方向。例如，如 果光標(biāo)被放置在或懸停在圖標(biāo)上數(shù)秒，則只要將光標(biāo)保持定位于圖標(biāo)上，圖標(biāo)的相應(yīng)指令 功能就可以被執(zhí)行。
[0065] 指令影響由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130提供的場景中的三維視點(diǎn)。實(shí)施的指令允許 在上、下、左、和右方向上的搖攝。實(shí)施的指令還允許在視點(diǎn)目標(biāo)點(diǎn)周圍轉(zhuǎn)動及目標(biāo)點(diǎn)的縮 放。對話組件138與指令組件136相關(guān)并顯示圖形用戶界面，該圖形用戶界面允許用戶控 制和操縱數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器110和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130的功能。
[0066] 感應(yīng)器件140可以是捕獲動作和聲音的攝像頭和音頻陣列，但是可以是很少的感 應(yīng)器件或者也許是一個或更多個額外的或者不同的感應(yīng)裝置。感應(yīng)器件140允許用戶通過 使用手勢和語音指令的自然用戶界面進(jìn)行控制并交互而不需要物理觸摸器件。感應(yīng)器件 140可以包括使能手勢識別、面部識別和語音識別的深度攝像頭和話筒。感應(yīng)器件140可以 使用通用串聯(lián)總線連接與數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器110或其它器件進(jìn)行連接。感應(yīng)器件140的元件 可以無線地連接到數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器110、彼此或者其它組件。雖然在說明性實(shí)施例中感應(yīng)器 件140可以使用紅外技術(shù)來感測，然而也可以使用其它技術(shù)如聲學(xué)技術(shù)和可見光技術(shù)。
[0067] 人體模型150可以包括肢體152、肢體154、肢體156和肢體158。在實(shí)施例中，關(guān) 節(jié)和與肢體152、肢體154、肢體156和肢體158相關(guān)的其它組件的運(yùn)動可以由感應(yīng)器件140 跟蹤并捕獲，并且如本文所描述的，關(guān)節(jié)和與肢體152、肢體154、肢體156和肢體158相關(guān) 的其它組件的運(yùn)動可以由轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序132和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130來處理。
[0068] 圖1中示出的說明性實(shí)施例并非意在說明在其中可實(shí)施不同說明性實(shí)施例的方 式的物理或結(jié)構(gòu)上的限制。除了和/或取代示例的組件，還可以使用其它組件。在一些說 明性實(shí)施例中，一些組件可能不是必須的。另外，方框被顯示以示出一些功能組件。當(dāng)在不 同的說明性實(shí)施例中實(shí)施方框時，可以將這些方框中的一個或更多個合并到和/或分割 為不同的方框。圖2a是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于定位結(jié)構(gòu)模型的方法的流程圖?？?以使用圖1中的系統(tǒng)100來實(shí)施圖2中示出的方法200。圖2中示出的過程可以由處理器 實(shí)施，如圖35的處理器單元3504。圖2中示出的過程可以是圖1和圖3至圖34中示出的 過程的變型。雖然圖2中顯示的操作被描述為由"過程"來進(jìn)行，但是，如文本其它地方所 述，可以由至少一個有形的處理器或者使用一個或更多個物理器件進(jìn)行該操作。術(shù)語"過 程"還包括存儲在非暫時性計(jì)算機(jī)的可讀存儲介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)指令。
[0069] 方法200可以在過程接收來自動作感應(yīng)輸入器件的一組空間坐標(biāo)時開始，該空間 坐標(biāo)描述人類模型肢體的至少一個關(guān)節(jié)的位置(操作202)。計(jì)算機(jī)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用 程序發(fā)送該組空間坐標(biāo)，該計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序基于由角度數(shù)據(jù)的多個實(shí)例描述的肢 體角度中的變化來表示人體工學(xué)人體模型的運(yùn)動(操作204)。該過程然后可以接收來自計(jì) 算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的角度規(guī)格，該角度規(guī)格對應(yīng)于在至少一個三維平面中的肢體的角 度(操作206)。該過程然后可以根據(jù)所接收的角度規(guī)格將該組空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為角度數(shù)據(jù)，該 角度數(shù)據(jù)描述肢體的位置(操作208)。之后該過程可以終止。圖2a中示出的過程可以是各 種各樣的。例如，在說明性實(shí)施例中，動作感應(yīng)輸入器件可以是深度攝像頭。在說明性實(shí)施 例中，該深度攝像頭可以至少被手勢和語音指令控制。在說明性實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行 將動作感應(yīng)輸入器件與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序集成的多個算法，其中該算法實(shí)現(xiàn)全身跟 蹤和人體模型控制。
[0070] 在說明性實(shí)施例中，算法可以將由動作感應(yīng)輸入器件收集到的坐標(biāo)變換成計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序使用的坐標(biāo)格式以控制人體工學(xué)人體模型和開發(fā)環(huán)境中至少一個。在說 明性實(shí)施例中，算法可以解決動作感應(yīng)輸入器件和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序使用的數(shù)據(jù)格 式之間的不兼容性。
[0071] 圖2b是示出根據(jù)說明性實(shí)施例定位結(jié)構(gòu)模型的方法的流程圖?？梢允褂脠D1的 系統(tǒng)100實(shí)施圖2b中示出的方法210。還可以由處理器實(shí)施方法210,如圖35的處理器單 元3504。方法210可以是在圖1和圖3至圖34中示出的過程的變型。雖然圖2b中顯示 的操作被描述為由"過程"進(jìn)行，但是，如文本其它地方所述，可以由至少一個有形的處理器 或使用一個或更多個物理裝置進(jìn)行該操作。術(shù)語"過程"還包括存儲在非暫時性計(jì)算機(jī)的 可讀存儲介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)指令。
[0072] 方法210可以開始于過程接收在人體模型運(yùn)動期間表示骨骼關(guān)節(jié)的定位的三維 x、y和z坐標(biāo)，該x、y和z坐標(biāo)由動作感應(yīng)輸入器件捕獲(操作212)。該過程然后可以接收 指定自由度的信息，該自由度在至少一個三維平面中描述肢體角度(操作214)。然后，該過 程可以基于自由度和X、y和z坐標(biāo)確定至少一個肢體角度，其中所確定的肢體角度指定人 體工學(xué)人體模型的取向(操作216)。該過程然后可以向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序提供至少 一個肢體角度，以便使用在表示肢體的運(yùn)動中(操作218)。
[0073] 圖3是根據(jù)說明性實(shí)施例的用于定位結(jié)構(gòu)模型的裝置的框圖。圖3的組件被提供 在系統(tǒng)300中并且可以映射或?qū)?yīng)于在圖1和系統(tǒng)100中所不的以及本文結(jié)合圖1和系統(tǒng) 100所描述的那些組件。計(jì)算機(jī)310可以對應(yīng)于圖1中所示的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器110。服務(wù) 器組件322可以對應(yīng)于圖1中所示的服務(wù)器組件122。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)330可以對應(yīng) 于圖1中所示的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130。感應(yīng)器件340可以對應(yīng)于圖1中所示的感應(yīng)器 件140。雖然計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130在圖1中被示為與數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器110分離的組件， 但是在實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130的部分或整體可以在數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器110上執(zhí) 行。
[0074] 圖4是示出根據(jù)說明性實(shí)施例用于定位結(jié)構(gòu)模型的方法的流程圖。圖4中所示的 用于方法400的動作和事件可以分別對應(yīng)于圖1和圖3中描述的組件相關(guān)的動作和事件以 及與圖2中描述的方法200相關(guān)描述的操作，該動作和事件與系統(tǒng)100和系統(tǒng)300相關(guān)。
[0075] 雖然圖4中顯示的操作被描述為由"過程"進(jìn)行，但是，如文本其它地方所述，可以 由至少一個有形的處理器或使用一個或更多個物理裝置進(jìn)行該操作。術(shù)語"過程"還包括 存儲在非暫時性計(jì)算機(jī)的可讀存儲介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)指令。
[0076] 方法400可以在過程讀取數(shù)據(jù)(文本數(shù)據(jù)或骨骼數(shù)據(jù)）時開始(操作402)。該過程 然后確定該數(shù)據(jù)是否包含文本(操作404)。響應(yīng)于數(shù)據(jù)包含文本("是"響應(yīng)于操作404)， 該過程進(jìn)行關(guān)于文本是否是"手勢"的另外的確定(操作406)?？商鎿Q地，如果數(shù)據(jù)不包含 文本("否"響應(yīng)于操作404)，該過程然后進(jìn)行關(guān)于數(shù)據(jù)是否在"手勢模式"中的又一確定(操 作 408)。
[0077] 返回到操作404,如果文本是"手勢"，則過程進(jìn)行關(guān)于文本是否是手勢的另一確定 (操作406)，如果文本不是手勢，處理其它語音指令(操作416)。此后，該過程可以終止。
[0078] 在操作406處如果文本是"手勢"，則切換為手勢模式(操作410)，然后過程確定手 勢模式是否開啟（操作422)。如果手勢模式開啟，重疊圖標(biāo)被激活(操作426)。如果手勢模 式未開啟，桌面上的重疊圖標(biāo)被去激活(操作428)。
[0079] 返回到操作408,該過程進(jìn)行關(guān)于該數(shù)據(jù)是否在"手勢模式"中的另一確定。如果 數(shù)據(jù)在"手勢模式"中，該過程基于右手位置修正屏幕光標(biāo)(操作412)。該過程然后確定光 標(biāo)是否在圖標(biāo)上方(操作418)。如果光標(biāo)不在圖標(biāo)上方，該過程返回到操作412。如果光標(biāo) 在圖標(biāo)上方，該過程執(zhí)行與圖標(biāo)相關(guān)的功能(操作430)。此后，該過程可以終止。
[0080] 返回到操作408,如果數(shù)據(jù)不在"手勢模式"中，該過程針對每個骨骼體段計(jì)算角度 自由度(操作414)。該過程然后確定主體體段是否是左臂或右臂(操作420)。如果主體體 段不是左臂或右臂，該過程修正人體模型體段的自由度(操作432)并重繪由計(jì)算機(jī)輔助設(shè) 計(jì)系統(tǒng)130提供的場景(操作434)。此后，該過程可以終止。
[0081] 在操作420處，如果主體體段是左臂或右臂，該過程從預(yù)計(jì)算的手臂矢量表中查 找手臂角度(操作424)。該過程然后修正人體模型體段的自由度(操作432)，并重繪由計(jì)算 機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130提供的場景(操作434)。此后，該過程可以終止。
[0082] 圖5是根據(jù)說明性實(shí)施例的用于定位結(jié)構(gòu)模型的裝置的框圖。圖5的組件被提供 在系統(tǒng)500中并且可以映射或?qū)?yīng)在圖1和系統(tǒng)100中所示的以及本文結(jié)合圖1和系統(tǒng)100 所描述的那些組件。圖5的組件還可以對應(yīng)于提供在圖3和系統(tǒng)300中的那些組件。在圖 5中示出的系統(tǒng)500是上述這些系統(tǒng)的特定的非限制性的示例。
[0083] 例如，服務(wù)器組件522可以對應(yīng)于系統(tǒng)100的服務(wù)器組件122。客戶端組件534可 以對應(yīng)于系統(tǒng)100的客戶端組件134。指令組件536可以對應(yīng)于系統(tǒng)100的指令組件136。 對話組件538可以對應(yīng)于系統(tǒng)100的對話組件138。在圖5表示的實(shí)施例中，客戶端組件534 和對話組件538是指令組件536的子組件。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)530可以對應(yīng)于系統(tǒng)100 的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130。感應(yīng)器件540可以對應(yīng)于系統(tǒng)100的感應(yīng)器件140。操作系統(tǒng) 560和話筒570分別是可以在數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器110上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和用于接收語 音和其它聲音的器件。在實(shí)施例中，操作系統(tǒng)560是可以從微軟公司商購的WINDOWSκ。 WINDOWS'"是微軟公司的注冊商標(biāo)。
[0084] 圖5中示出的實(shí)施例并非意在說明在其中可實(shí)施不同說明性實(shí)施例的方式的物 理或結(jié)構(gòu)上的限制。除了和/或取代示例的組件，還可以使用其它組件。在一些說明性實(shí) 施例中，一些組件可能不是必須的。另外，方框被顯示以示出一些功能組件。當(dāng)在不同的說 明性實(shí)施例中實(shí)施方框時，可以將這些方框中的一個或更多個合并到和/或分割為不同的 方框。
[0085] 圖6是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于表示肢體角度的三維平面的圖示。還結(jié)合圖 1，并使用其參考標(biāo)記，說明性實(shí)施例提供了將感應(yīng)器件140產(chǎn)生的骨骼點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計(jì)算 機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130和其相關(guān)的應(yīng)用程序編程界面需要的角度數(shù)據(jù)的算法。對于人體模型 150的肢體152、肢體154、肢體156和肢體158中的每個，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130均限定 被稱為自由度的兩個或三個的角度規(guī)格。自由度對應(yīng)于在笛卡兒坐標(biāo)系中的三個主要平面 中的一個中的肢體角度，諸如笛卡兒坐標(biāo)系600,其包括X軸602、Y軸604和Z軸606。三 個主要平面可以為XY平面608、YZ平面610或ZX平面612。然而，其它平面也可以被用作 主要平面。說明性實(shí)施例提供計(jì)算這些肢體角度中一個或更多個的算法以從骨骼點(diǎn)數(shù)據(jù)指 定人體模型150的取向。
[0086] 圖7和圖8可以被用來提供圖6的進(jìn)一步的說明。圖7是示出根據(jù)說明性實(shí)施例 的用于人類肢體定位的ZX坐標(biāo)700的圖示。圖8是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于人類肢 體定位的ZY坐標(biāo)800的圖示。如圖7所示，30度角度規(guī)格702用于ZX平面704中的彎曲 /伸展自由度。如圖8所示，45度角度規(guī)格802用于YZ平面804中的外展/內(nèi)收自由度。 [0087] 圖9是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的針對人類模型的動作感應(yīng)器件的坐標(biāo)的圖示。圖 9參考人體示出感應(yīng)器件140的坐標(biāo)系900。在坐標(biāo)系900中，示出了 X軸902、Y軸904和 Ζ 軸 906。
[0088] 圖10是示出根據(jù)說明性實(shí)施例接收自動作感應(yīng)器件的坐標(biāo)系和點(diǎn)的圖示。圖11 是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于人體工學(xué)人體模型的坐標(biāo)系和體段的圖示。如感應(yīng)器件 140所觀察并處理的骨骼是由被標(biāo)記在圖10中所示的系統(tǒng)1000中的二十個點(diǎn)組成的：頭 部位置1002、右肩1004、肩膀中部1006、左肩1008、右肘1010、左肘1012、脊柱位置1014、右 腕1016、左腕1018、右髖1020、髖部中部1022、左髖1024、右手1026、左手1028、右膝1030、 左膝1032、右踝1034、左踝1036、右腳1038、和左腳1040。髖部中部點(diǎn)1022表示空間中骨 骼位置的原點(diǎn)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130基于骨骼點(diǎn)之間的體段(或肢體152、肢體154、 肢體156、和肢體158或骨頭）的角度指定人體模型150的取向。圖10具有被標(biāo)記為頭部 1042、右臂1044、左臂1046、腰部1048、右前臂1050、左前臂1052、右手1054、左手1056、右 大腿1058、左大腿1060、右腿1062、左腿1064、右腳1066和左腳1068的十四個體段。感應(yīng) 器件140的坐標(biāo)系、點(diǎn)和體段在圖10中示出。圖10還示出了 X軸1070、Υ軸1072和Ζ軸 1074。
[0089] 圖11類似地示出人體的元件。將圖11中示出的組件索引于圖10中示出的組件。 十四個體段構(gòu)成系統(tǒng)1100,其被標(biāo)記為頭部1142、右臂1144、左臂1146、腰部1148、右前臂 1150、左前臂1152、右手1154、左手1156、右大腿1158、左大腿1160、右腿1162、左腿1164、 右腳1166、和左腳1168。在圖11中示出感應(yīng)器件140的坐標(biāo)系、點(diǎn)和體段。圖11還示出 了 X 軸 1170、Υ 軸 1172 和 Ζ 軸 1174。
[0090] 圖12、圖13、圖14和圖15是示出根據(jù)說明性實(shí)施例的用于人類肢體的定位的坐 標(biāo)的圖。在這些圖中示出的人體模型可以為圖1的人體模型150。如圖12、圖13、圖14和 圖15中所示，在圖12中示出的人體模型1200、在圖13中示出的人體模型1300、在圖14中 描述的人體模型1400和在圖15中描述的人體模型1500在面對人體模型150時可以由右 手坐標(biāo)系定義。人體模型150的默認(rèn)取向可以是垂直堅(jiān)立狀態(tài)并且手臂和腿堅(jiān)直向下。雖 然可以使用其它長度單位，但是人體模型150的幾何形狀可以按照毫米來測量。圖12還 示出Υ軸1202和Ζ軸1204。圖13還示出X軸1302和Ζ軸1304。圖14還示出X軸1402 和Ζ軸1404。圖15還示出X軸1502和Υ軸1504。
[0091] 本文提供的算法定義了將感應(yīng)器件140的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)130 的坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換。為了提供用于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)長度，可以將坐標(biāo)從一個 測量單位轉(zhuǎn)換為另一個測量單位，如從米到毫米。如下給出說明性變換：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于定位結(jié)構(gòu)模型并控制其設(shè)計(jì)環(huán)境的裝置，其包括： 處理器； 與所述處理器通信的存儲器（3506); 動作感應(yīng)輸入器件，其與所述處理器通信并被配置為跟蹤對象的動作并產(chǎn)生位于所述 對象上的至少一點(diǎn)的多組空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)；以及 存儲在所述存儲器（3506)中的應(yīng)用程序，其中當(dāng)所述應(yīng)用程序（132)由所述處理器執(zhí) 行時，所述應(yīng)用程序（132)被配置為： 接收來自所述動作感應(yīng)輸入器件的所述至少一點(diǎn)的第一組空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)；以及 向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)（130)發(fā)送空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，所述計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)（130)基 于位于所述對象上的所述點(diǎn)的動作計(jì)算角度數(shù)據(jù)以修正所述對象的模型設(shè)計(jì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述對象是人體工學(xué)人體模型（150)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中位于所述對象上的所述點(diǎn)是所述人體工學(xué)人體模 型（150)的肢體上的關(guān)節(jié)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述應(yīng)用程序（132)被配置為使用一段時間內(nèi)連 續(xù)產(chǎn)生的空間坐標(biāo)的多個觀察值，所述多個觀察值在所述肢體的運(yùn)動期間被捕獲。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述應(yīng)用程序（132)從所述第一組空間坐標(biāo)數(shù)據(jù) 產(chǎn)生骨骼點(diǎn)數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述應(yīng)用程序（132)計(jì)算肢體角度以從所述骨骼 點(diǎn)數(shù)據(jù)指定所述人體工學(xué)人體模型的取向。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述肢體角度由三維空間中的三個主平面中的一 個中的角度規(guī)格來描述。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述角度規(guī)格是由所述計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng) (130)來規(guī)定。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)（130)基于由所述應(yīng)用 程序（132)計(jì)算的骨骼點(diǎn)之間的體段的角度來指定所述人體模型（150)的取向。
10. -種用于定位人體工學(xué)人體模型（150)和控制人體模型設(shè)計(jì)環(huán)境的處理器實(shí)施方 法，其包括： 計(jì)算機(jī)接收（202)來自動作感應(yīng)輸入器件的一組空間坐標(biāo)，所述空間坐標(biāo)描述人類模 型的肢體的至少一個關(guān)節(jié)的位置； 所述計(jì)算機(jī)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序（132)發(fā)送（204)所述一組空間坐標(biāo)，所述計(jì) 算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序（132)基于由角度數(shù)據(jù)的多個實(shí)例描述的肢體角度的變化來表示所 述人體工學(xué)人體模型（150)的運(yùn)動； 所述計(jì)算機(jī)接收（206)來自計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序（132)的角度規(guī)格，所述角度規(guī) 格對應(yīng)于至少一個三維平面中的所述肢體的角度；以及 所述計(jì)算機(jī)根據(jù)接收到的角度規(guī)格將所述一組空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換（208)為角度數(shù)據(jù)，所述 角度數(shù)據(jù)描述所述肢體的位置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述動作感應(yīng)輸入器件是深度攝像頭。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述深度攝像頭至少由手勢和語音指令控制。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行將所述動作感應(yīng)輸入器件與所 述計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序（132)集成的多個算法，其中所述算法能夠進(jìn)行全人身跟蹤和 人體模型（150)控制。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述算法將由所述動作感應(yīng)輸入器件收集到的 坐標(biāo)變換為由所述計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序（132)使用的坐標(biāo)格式以控制所述人體工學(xué)人 體模型（150)和開發(fā)環(huán)境中的至少一個。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中將動作感應(yīng)輸入器件與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程 序（132)集成以控制人體工學(xué)人體模型（150)的方法包括： 計(jì)算機(jī)接收（212)三維x、y和z坐標(biāo)，其在人類模型運(yùn)動期間表示骨骼關(guān)節(jié)的定位，所 述X、y和z坐標(biāo)由所述動作感應(yīng)輸入器件捕獲； 所述計(jì)算機(jī)接收（214)指定在至少一個三維平面中描述關(guān)節(jié)角度的自由度的信息； 所述計(jì)算機(jī)基于所述自由度和所述X、y和z坐標(biāo)確定（216)至少一個肢體角度，其中 所確定的肢體角度指定所述人體工學(xué)人體模型（150)的取向；以及 所述計(jì)算機(jī)向所述計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序（132)提供（218)所述至少一個肢體角度 以便用于表示所述肢體的運(yùn)動。
【文檔編號】G06F19/00GK104102811SQ201410138191
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月5日
【發(fā)明者】J·D·扎伊克, B·L·納爾遜 申請人:波音公司