Устройство, способ и компьютерная программа для реконструкции движения объекта

Устройство, способ и компьютерная программа для реконструкции движения объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Варианты выполнения настоящего изобретения относятся к устройствам, способам и компьютерным программам для реконструкции движения объекта при помощи предварительно выработанных или же предварительно сохраненных последовательностей движения компьютерной модели объекта.

В многочисленных вариантах применения представляется желательным иметь возможность предоставить в распоряжение надежную реконструкцию движения, например, для анализа ситуаций и/или анализа движений в спортивных передачах. Например, во многих видах спорта, в частности в футболе, гандболе, американском футболе, баскетболе, бейсболе, боксе (упомянуты лишь некоторые), существует потребность анализа определенных ситуаций движения спортсменов и/или игрового инструмента (например, мяча), в реальном времени или впоследствии (последующий анализ).

В настоящее время для этого преимущественно применяют оптические, то есть, основанные на системах камер системы, при помощи которых ситуации движения при заинтересованности могут заново воспроизводиться и анализироваться, например, при помощи повторений и регулировок скоростной съемки. Однако на практике такие системы регулярно наталкиваются на свои границы, так что всегда может случиться то, что даже скоростная съемка не дает возможности достаточной достоверности в отношении сомнительной игровой ситуации и/или сомнительной последовательности движения. В некоторых ситуациях движение и/или положение объекта под определенным углом зрения, например, углом зрения камеры, которая записывала игровую ситуацию, не может однозначно распознаваться, так как, например, вид на существенные элементы тела и/или игровые инструменты закрыт другими объектами.

Так как со спортивными соревнованиями и их результатами в профессиональном спорте преимущественно сопряжено также большое финансовое и/или экономическое значение, должны быть, в частности, предотвращены такие ошибочные решения, которые могут драматически повлиять на результат спортивного соревнования. Характерными примерами этого являются решения о пенальти, офсайде или голе в футболе. В других видах спорта имеются сравнимые важные решения, которые, основываясь на оптических системах, зачастую могут приниматься лишь с недостаточной точностью.

Чтобы при определенных обстоятельствах иметь возможность принимать решающие для игры решения более надежно и/или более правильные или же более многосторонние заключения о последовательностях движения, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить в распоряжение улучшенные по сравнению с состоянием техники возможности оценки или же анализа ситуаций движения.

Эта задача решена посредством устройств, способов и компьютерных программ с признаками независимых пунктов формулы изобретения.

Дальнейшие благоприятные варианты выполнения и усовершенствования являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Согласно основному замыслу варианты выполнения настоящего изобретения используют по меньшей мере одну базу данных, содержащую заранее сохраненные последовательности движения или же сегменты образца движения компьютерной модели, которые при помощи компьютера сравниваются с зарегистрированными впоследствии реальными последовательностями движения или же сегментами образца движения реального объекта, например, живого организма. Если в сохраненных последовательностях движения при помощи соответствующего алгоритма находится подходящий к реальному движению образец движения компьютерной модели объекта, то реальное движение объекта может быть виртуально реконструировано, основываясь на найденном образце движения компьютерной модели. Таким образом, при помощи такой виртуальной реконструкции движения, фактически производимого объектом, например, человеком или животным, может быть создан вид виртуальной реальности, который предоставляет существенно более гибкие возможности рассмотрения или анализа, чем это возможно при помощи традиционных систем.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложен способ реконструкции реального движения объекта из последовательности сегментов образца движения компьютерной модели объекта. При этом каждый сегмент образца движения соответствует различным интервалам или же отрезкам времени движения. Кроме того объект, например, живой организм, в частности, человек, имеет по меньшей мере одну опорную точку для регистрации движения, соединенную с датчиком или же маркером положения или же снабженную им. Согласно вариантам выполнения способ включает в себя следующие этапы:

a) регистрация реального перехода движения между начальным состоянием движения и конечным состоянием движения объекта в интервале времени реального движения, основываясь на принятых от датчика/маркера положения данных о положении по меньшей мере одной опорной точки;

b) выбор из множества заложенных в базу данных образцов движения компьютерной модели по меньшей мере одного сегмента образца движения, соответствующего реальному переходу движения, таким образом, что выбранный сегмент образца движения с достаточной (в частности, с наибольшей) вероятностью приводит, начиная от начального состояния движения, к конечному состоянию движения для данного интервала времени; и

с) реконструкция виртуального отображения реального движения объекта для данного интервала времени с применением начального состояния движения и выбранного сегмента образца движения.

Под достаточной вероятностью ниже следует понимать вероятность, находящуюся выше определенного порога вероятности, который при определенных обстоятельствах может быть согласован с условиями окружающей среды или условиями передачи. В некоторых вариантах выполнения при выборе по меньшей мере одного сегмента образца движения, соответствующего реальному переходу движения, образуются один или несколько потенциальных сегментов образца движения с различными вероятностями. При этом в некоторых вариантах выполнения из этих потенциальных сегментов образца движения выбирают тот, который с наибольшей вероятностью приводит, начиная от начального состояния движения, к конечному состоянию движения для рассматриваемого интервала времени. При конечном количестве возможных состояний движения и переходов движения компьютерной модели всегда будет иметься по меньшей мере один сегмент образца движения, который, по сравнению с другими, с наибольшей вероятностью приводит, начиная от начального состояния движения, к конечному состоянию движения для рассматриваемого интервала времени.

В отношении способа согласно некоторым вариантам выполнения речь может идти об итерационном и предпочтительно реализованном на компьютере способе, который может выполняться при помощи соответствующим образом запрограммированного компонента аппаратного обеспечения, например, процессора или интегрированной схемы, когда компьютерная программа, реализующая способ, выполняется или же протекает в нем. Таким образом, упомянутые выше этапы а)-с) способа могут образовывать текущую итерацию итерационного способа реконструкции движения. При этом начальное состояние движения для текущей итерации может быть реконструировано или же рассчитано на предшествующей итерации итерационного способа, так что реконструированное отображение движения в общей сложности может составляться из множества выбранных сегментов образца движения, соответствующих следующим друг за другом интервалам времени/итерациям. При выборе зарегистрированный или же обнаруженный реальный переход движения объекта может итерационно сравниваться с заложенными образцами движения компьютерной модели, так что может определяться гипотеза для текущего состояния движения объекта, основываясь по меньшей мере на одном прошедшем состоянии движения объекта и текущей вероятности перехода, которая соответствует возможному переходу движения между по меньшей мере двумя следующими по времени друг за другом дискретными состояниями движения объекта. При этом текущее состояние движения и по меньшей мере одно прошедшее состояние движение объекта могут образовывать последовательность модели Маркова, то есть, различные состояния и переходы движения могут согласно некоторым вариантам выполнения моделироваться при помощи дискретной цепи Маркова. При таких вариантах выполнения при помощи выбора по меньшей мере одного сегмента образца движения может определяться наиболее вероятная последовательность состояний движения при заранее определенной модели Маркова и зарегистрированной (и возможно содержащей шумы) последовательности переходов движения, чтобы реконструировать реальное движение объекта.

Соответствующим образом запрограммированное или оборудованное аппаратное обеспечение для проведения способа может согласно следующему аспекту настоящего изобретения рассматриваться в виде устройства для реконструкции реального движения объекта из последовательности сегментов образца движения компьютерной модели объекта, при этом каждый сегмент образца движения соответствует различным интервалам времени движения, причем объект имеет по меньшей мере одну опорную точку, соединенную с датчиком/маркером положения или же снабженную им. При этом устройство включает в себя оборудование для регистрации или же обнаружения (реального) перехода движения между начальным состоянием движения и конечным состоянием движения объекта в интервале времени движения, основываясь на принятых от маркера положения данных о положении по меньшей мере одной опорной точки. Кроме того, устройство включает в себя оборудование для выбора из множества заложенных в базу данных образцов движения компьютерной модели по меньшей мере одного сегмента образца движения, соответствующего переходу движения, при этом выбранный сегмент образца движения с достаточной вероятности приводит, начиная от начального состояния движения, к конечному состоянию движения для данного интервала времени. Кроме того, предусмотрено оборудование для реконструкции отображения движения объекта для данного интервала времени с применением начального состояния движения и выбранного сегмента образца движения. Согласно вариантам выполнения отдельные элементы оборудования следует соответственно понимать как электронные коммутационные элементы устройства.

Объектом, движение которого должно реконструироваться, может быть, в частности, многозвенный объект, в котором отдельные звенья разделены шарнирными участками и являются подвижными друг по отношению к другу. Таким образом, к такому объекту могут относиться, например, люди, животные, а также механические конструкции. Возможны также спортивные инструменты, например, мячи или биты. Чтобы иметь возможность определения данных о положении отдельных частей объекта, опорные точки на объекте или же на отдельных частях объекта, например, на шарнирах и/или звеньях, соответственно снабжены датчиками. При этом согласно некоторым вариантам выполнения может идти речь об основанных на радиосвязи датчиках или же маркеров положения системы локализации в реальном времени (RTLS = Real-Time Locating System), которая может определять географическое положение или же координаты (например, координаты х, у, z) датчиков или же радиочастотных маркеров в реальном времени. Таким образом, оборудование для регистрации реального перехода движения согласно некоторым вариантам выполнения может быть адаптировано, чтобы регистрировать реальное движение или же реальный переход движения объекта в реальном времени. При этом «реальное время» подразумевает требование, что результат, например, передаваемые или рассчитанные координаты, гарантированно определяются в пределах заранее жестко определенного интервала времени, то есть, результат имеется перед определенной границей времени. Таким образом, система, работающая в реальном времени, должна не только передавать результат измерений или расчета с правильным значением, но и передавать его своевременно, например, в пределах доли секунды.

Таким образом, согласно вариантам выполнения датчик или же маркер положения может иметь активный радиопередатчик, который прикрепляют в подлежащей локализации опорной точке объекта, и который постоянно или регулярно передает радиосигналы для определения положения на радиоприемник оборудования для регистрации перехода движения. Маркер положения может содержать произвольное количество дополнительных систем датчиков, например, датчик ускорения, компас, датчик ориентации, гироскоп, барометр и т.д. Приемник может, например, на основании измерений угла и времени прохождения сигнала регистрировать требующиеся для расчета положения передатчика телеметрические данные, например, координаты, данные о скорости, данные об ускорении и т.д. При этом принципиально возможны почти произвольные радиочастоты, например, частоты промышленных, научных и медицинских диапазонов (ISM = Industrial, Scientific and Medical). Согласно одному варианту выполнения несущая частота может составлять, например, 2,4 ГГц. Временной интервал между следующими друг за другом наборами телеметрических данных может адаптироваться к скорости и/или к точности регистрируемого движения. Так например, возможны частоты обновления передаваемых телеметрических данных от нескольких Гц до нескольких кГц.

Преимущество основанной на радиосвязи системы локализации по сравнению с оптическими системами следует усматривать, в частности, в том, что не может произойти оптических затенений ситуаций движения или игровых ситуаций. Переданные или же определенные при помощи радиосвязи данные о положении обеспечивают возможность реконструкции движения объекта из любой перспективы, что при оптических сигналах, как уже было описано, не всегда возможно. После реконструкции движения оно может виртуально рассматриваться из любой перспективы.

В базе данных или же в электронном запоминающем устройстве находятся заранее выработанные образцы движения или же сегменты образца движения компьютерной модели, которые соответствуют возможным реальным движениям или же участкам движения объекта и определяются при помощи непрерывных положений или же координат опорных точек компьютерной модели. Опорные точки компьютерной модели могут по существу соответствовать опорным точкам реального объекта. При этом сегмент образца движения включает в себя по меньшей мере один отдельный кадр (фрейм), а предпочтительно множество отдельных кадров (фреймов) движения компьютерной модели. Предварительно определенные образцы движения или же сегменты образца движения могут быть предварительно или же первоначально разработаны при помощи известных способов регистрации движения (Motion Capture), при этом, например, человеческие движения передаются на генерируемую в компьютере трехмерную модель. Таким образом, заложенные в базу данных образцы движения могут быть заранее определенными трехмерными образцами движения трехмерной компьютерной модели, которые соответствуют возможным реальным движениям объекта.

Регистрируемыми или же моделируемыми движениями могут быть, в частности, движения, представляющие особый интерес при последующей реконструкции движения, например, определенные комбинации ударов боксера или определенные последовательности движений футболиста. При первоначальной выработке образцов движения в рамках предварительной обработки датчики или же маркеры могут прикрепляться на тех же опорных точках, например, на суставах или определенных позициях тела, как для последующей реконструкции движения. Для первоначальной выработки образцов движения могут также применяться не основанные на радиосвязи способы локализации, например, оптические способы. При оптическом слежении можно работать с камерами, которые сопровождают активные (то есть, выдающие сигнал) или пассивные маркеры положения на подлежащих регистрации персонах или предметах. На основании движений маркера в отдельных кадрах камеры (фреймах) при помощи триангуляции может быть рассчитано положение маркера в трехмерном пространстве. Кроме того, посредством распознавания образца при обработке изображения возможен также способ регистрации движения без маркера. После преобразования в цифровую форму зарегистрированные при предварительной обработке исходные данные о движении могут импортироваться в трехмерную компьютерную модель и там подвергаться дальнейшей обработке. При этом они могут передаваться на виртуальный скелет (разновидность трехмерного штрихового человечка). Этот скелет может в свою очередь быть связан с сетчатой моделью, которая отображает зарегистрированные движения в виде цифрового образца движения или же сегмента образца движения. После синтеза изображения или же рендеринга для наблюдателя видно, как виртуальная фигура или же компьютерная модель будет выполнять движения исходной персоны или исходного предмета.

Предварительно зарегистрированный таким образом цифровой образец движения или же сегмент образца движения может затем сохраняться в базе данных, при необходимости с нормированием до нормированной величины. При этом сохраненный сегмент образца движения может также относиться более чем к одному образцу движения. Это означает, что цифровой образец движения может составляться из множества цифровых сегментов образца движения, которые соответствуют различным интервалам времени цифрового образца движения, при этом вследствие абсолютных и/или относительных положений маркеров определенные временные последовательности сегментов образца движения являются анатомически невероятными или даже невозможными. Поэтому положения маркеров следующих друг за другом по времени сегментов образца движения не должны выходить за определенные границы взаимной корреляции. Различные комплексные цифровые образцы движения могут частично содержать одинаковые цифровые сегменты образца движения, которые соответствуют одинаковым или очень похожим участкам движения реальных движений, соответствующим различным цифровым образцам движения.

Согласно некоторым вариантам выполнения реконструкция может осуществляться не только на основании цифровой базы данных движений, но и учитывать для объекта физическую модель, которая запрещает или же разрешает некоторые движения. Преимуществом этого является физически корректное моделирование интерполяции движения объекта между различными образцами движения. Так например, может физически корректно производиться переход от «бега» к «прыжку».

Подлежащий реконструкции реальный переход движения между двумя состояниями движения объекта может регистрироваться или же определяться на основании различных дискретных данных о положении. При этом данные о положении из системы локализации в трехмерном пространстве представляют собой входные данные для реконструкции движения. Они происходят от различных положений объекта, в зависимости от того, где прикреплен или же был прикреплен передатчик (маркер). При этом первый дискретный набор данных о положении, отводимый по меньшей мере от одного маркера положения, описывает первое состояние движения (например, начальное состояние движения), а второй, следующий за ним набор данных о положении описывает второе состояние движения (например, конечное состояние движения) в пределах интервала времени между обоими дискретными наборами данных о положении. Согласно вариантам выполнения интервал времени может соответствовать продолжительности одного отдельного кадра или же фрейма сохраненного в базе данных ранее зарегистрированного образца движения или же сегмента образца движения, то есть, например, интервалу времени от 1/48 до 1/12 секунды, в частности, 1/24 или 1/25 секунды. Таким образом, зарегистрированный переход движения соответствует по меньшей мере одной траектории по меньшей мере одного находящегося на объекте маркера положения в данном интервале времени. В случае более комплексных объектов, например, человека, будет идти речь о множестве (основанных на радиосвязи) маркеров положения, чтобы получить достаточное количество опорных точек для подлежащего регистрации реального движения. Таким образом, зарегистрированный переход движения соответствует начальному и конечному положениям опорных точек в данном интервале времени. При этом анатомически, в зависимости от объекта и движения, будут возможными не произвольные начальное и конечное положения опорных точек (например, суставов и участков скелета), в частности, по отношению к предшествующим интервалам времени.

Если по меньшей мере один подлежащий реконструкции реальный переход движения объекта зарегистрирован или же обнаружен, то на основании этого из множества заложенных в базу данных цифровых образцов движения компьютерной модели может быть выбран по меньшей мере один цифровой сегмент образца движения, соответствующий реальному переходу движения. Это может происходить, например, посредством сравнения относительных и абсолютных положений маркера между зарегистрированным реальным движением и сохраненным цифровым образцом движения. Чтобы сделать это сравнение максимально независимым от величины объекта, зарегистрированные данные о положении или же движении и/или заложенные в базу данных цифровые модели движения согласно некоторым вариантам выполнения могут подвергаться нормированию. При этом нормирование приводит к нормированной величине объекта. Таким образом, согласно некоторым вариантам выполнения заложенные в базу данных цифровые образцы движения могут подвергаться нормированию, при этом для выбора цифрового сегмента образца движения принятые от маркеров положения на объекте данные о положении снабжают соответствующим величине объекта коэффициентом масштабирования, чтобы получить нормированное движение объекта.

Согласно вариантам выполнения выбирают тот цифровой сегмент образца движения, который с достаточной, предпочтительно с максимальной вероятностью приводит, начиная от начального состояния движения, к конечному состоянию движения для данного интервала времени. При этом согласно некоторым вариантам выполнения различные возможные состояния движения могут моделироваться при помощи модели Маркова или же дискретной цепи Маркова, чтобы задать вероятности для возникновения будущих событий или же состояний движения. Цепь Маркова имеет то свойство, что посредством сведений ограниченной предыстории возможны такие же хорошие прогнозы о будущем развитии, как при сведениях о всей предыстории процесса. В частности, последовательности движений могут также моделироваться в виде так называемой скрытой модели Маркова (НММ). НММ является стохастической моделью, в которой система моделируется посредством цепи Маркова с ненаблюдаемыми состояниями. НММ может рассматриваться как простейший частный случай динамической сети Байеса. Моделирование в виде цепи Маркова означает, что система случайным образом переходит из одного состояния движения в другое, при этом вероятности перехода между состояниями движения соответственно зависят лишь от текущего состояния движения, а не от принятых перед этим состояний движения. Кроме того, принято, что вероятности перехода являются постоянными во времени. Однако при НММ извне наблюдают не сами эти состояния, они могут быть скрытыми. Вместо этого каждому из этих внутренних состояний сопоставляют наблюдаемые выходные символы, так называемые эмиссии, которые возникают согласно состоянию с определенными вероятностями. Задача преимущественно состоит в том, чтобы из наблюдаемой последовательности эмиссий придти к теоретико-вероятностному заключению о скрытых состояниях. Выбор одного или нескольких сегментов образца движения, подходящих к одному или нескольким зарегистрированным переходам движения, может при этом осуществляться, например, при помощи алгоритма динамического программирования, например, прямого алгоритма, обратного алгоритма или алгоритма Витерби.

После того, как описанным выше способом выбраны один или несколько сегментов образца движения компьютерной модели, подходящих к зарегистрированному реальному движению, на основании этого может реконструироваться или же отображаться виртуальное отображение зарегистрированного движения при помощи выбранных сегментов образца движения компьютерной модели. Согласно различным вариантам выполнения реконструкция может производиться в реальном времени и/или в процессе последующей обработки. Выбранные из базы данных сегменты образца движения компьютерной модели, то есть, фреймы сегментов образца движения компьютерной модели, могут воспроизводиться на электронном устройстве индикации, например, на дисплее. В идеальном случае воспроизведенное движение компьютерной модели совпадает с реальным движением реального объекта. В случае сегментов образца движения, заложенных с нормированием, выбранный сегмент образца движения для реконструкции отображения может снабжаться соответствующим реальной величине объекта коэффициентом масштабирования, чтобы реконструировать денормированную последовательность движения объекта, содержащего по меньшей мере одну опорную точку движения.

Таким образом, варианты выполнения относятся к концепции, которая обеспечивает возможность реконструкции подвижных и многозвенных объектов (например, людей, животных, механических конструкций) или же совокупностей объектов, например, на основании данных радиочастотных маркеров. Совокупностью объектов при этом является несколько взаимодействующих объектов, например, игрок, который ведет мяч дриблингом, или вилочный погрузчик и паллеты. На произвольных опорных точках объекта могут быть прикреплены радиочастотные маркеры или же датчики. Может быть предусмотрена обладающая достаточно точным разрешением система RTLS, которая определяет положение (например, в координатах х, y, z) радиочастотного маркера в реальном времени. Положения радиочастотного маркера могут выдаваться, например, посредством точных данных RTLS (Real Time Location System), в форме координат х, y, z в пространстве и/или посредством данных об ускорении и т.д. Посредством этого с достаточной точностью и частотой обновления положений может обеспечиваться возможность виртуальной реконструкции реальных объектов. Количество радиочастотных маркеров на объекте может произвольно варьироваться в сторону увеличения. Реконструкция движения может осуществляться либо в реальном времени, либо в процессе последующей обработки.

В цифровой базе данных движения может находиться произвольное количество цифровых образцов движения. Для подлежащего регистрации объекта могут быть сохранены произвольные цифровые участки движения и в произвольном количестве. Для людей они могут включать в себя типовые движения, например, бег, ходьба, прыжки и т.д. Сохраненные участки движения могут содержать определенное количество отдельных кадров или же фреймов с опорными точками радиочастотных маркеров и всем объектом.

Варианты выполнения настоящего изобретения обеспечивают возможность рациональной или же достоверной реконструкции движения объекта, даже если зарегистрированные данные радиочастотных маркеров являются неполными или содержат шумы, и могут, например, применяться для виртуальной трехмерной реконструкции движения, для приложений виртуальной реальности, приложений расширенной реальности, для анализа тренировок, для анализа игры или для аудиовизуальных средств. Равным образом возможна передача данных о движении на (мобильные) оконечные устройства и реконструкция движения на оконечном устройстве. Некоторые варианты выполнения обеспечивают также возможность реконструкции данных о движении в реальном времени при небольших ресурсах аппаратного обеспечения.

Некоторые варианты выполнения настоящего изобретения подробнее описываются ниже со ссылками на прилагаемые чертежи. На них изображено:

фиг. 1 - схематическая диаграмма последовательности способа реконструкции движения объекта согласно одному варианту выполнения;

фиг. 2 - блок-схема устройства для реконструкции движения объекта согласно одному варианту выполнения;

фиг. 3 - схематическое изображение для пояснения регистрации реального перехода движения;

фиг. 4а - примерное изображение цепи Маркова для моделирования состояний движения;

фиг. 4b - схематическое изображение для пояснения выбора соответствующего зарегистрированному переходу движения цифрового сегмента образца движения из базы данных движения при помощи матрицы;

фиг. 5 - схематическое изображение для пояснения реконструкции виртуального отображения движения объекта с применением выбранного цифрового сегмента образца движения; и

фиг. 6 - блок-схема системы для реконструкции движения объекта согласно одному варианту выполнения.

В последующем примерном описании некоторых вариантов выполнения настоящего изобретения одинаковые номера позиций могут относится к одинаковым, аналогичным или функционально одинаковым конструкционным элементам или же компонентам.

На фиг. 1 показано схематическое изображение диаграммы последовательности способа 100 виртуальной реконструкции реального движения объекта, например, спортсмена, из последовательности заранее выработанных цифровых сегментов образца движения компьютерной модели объекта (например, спортсмена) согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения.

В способе 100 реконструкции движения каждый сегмент образца движения или же каждый участок образца движения соответствует различным интервалам или же периодам времени движения. Реальный объект, реальное движение которого должно реконструироваться, содержит по меньшей мере одну опорную точку движения, снабженную маркером положения. Согласно некоторым вариантам выполнения маркером положения может быть маркер положения, основанный на радиосвязи. Объект может иметь одну или несколько опорных точек движения. Опорные точки соответствуют местам закрепления маркеров положения.

Способ 100 реконструкции движения включает в себя после стартового этапа 101 этап 102 регистрации (реального) перехода движения между начальным состоянием движения и конечным состоянием движения в интервале времени реального движения, основываясь на принятых от маркера положения данных о положении по меньшей мере одной опорной точки движения. При основанных на радиосвязи маркерах положения принятые данные о положении могут в большей или в меньшей степени содержать шумы. Кроме того, способ 100 включает в себя этап 104 выбора, при котором из множества заложенных в базу данных или же в запоминающее устройство цифровых образцов движения компьютерной модели выбирают по меньшей мере один цифровой сегмент образца движения, соответствующий зарегистрированному или же обнаруженному реальному переходу движения, таким образом, что выбранный цифровой сегмент образца движения с достаточно высокой вероятностью приводит, начиная от начального состояния движения, к конечному состоянию движения в данном интервале времени. На следующем этапе 106 способа реконструируется виртуальное отображение реального движения объекта для данного интервала времени с применением начального состояния движения и выбранного цифрового сегмента образца движения.

Согласно некоторым вариантам выполнения этапы 102-106 способа означают текущую итерацию или же рекурсию итерационного или же рекурсивного способа реконструкции реального движения объекта (например, спортсмена). Это означает, что начальное состояние движения для текущей итерации/рекурсии может быть реконструировано или же подвергнуто оценке на предшествующей итерации/рекурсии итерационного/рекурсивного способа, так что реконструированное виртуальное отображение реального движения может составляться из множества выбранных цифровых сегментов образца движения, соответствующих следующим друг за другом интервалам времени или итерациям/рекурсиям. Для множества следующих друг за другом интервалов времени отсюда получается реконструкция всего реального движения объекта, основанная на соответствующих нескольким интервалам времени сегментах образца движения. Если представляет интерес реконструкция реальной последовательности движения при помощи способа 100, то он может быть завершен на заключительном этапе 108.

Обзорно поясненный при помощи фиг. 1 способ 100 может быть реализован при помощи устройства 200 для реконструкции реального движения объекта из последовательности цифровых сегментов образца движения компьютерной модели объекта, которое подробнее описывается ниже со ссылкой на фиг. 2.

Устройство 200, которое, например, может быть реализовано в виде одного или нескольких процессоров, включает в себя оборудование 202 для регистрации движения, которое выполнено, чтобы регистрировать или же обнаруживать (реальный) переход движения (Δx[i], Δy[i], Δz[i]) между начальным состоянием движения (x[i-1], y[i-1], z[i-1]) и конечным состоянием движения (x[i], y[i], z[i]) объекта в интервале времени i (реального) движения, основываясь на принятых по меньшей мере от одного маркера положения (и возможно содержащих шумы) данных о положении (например, координат х, y, z) по меньшей мере одной опорной точки объекта. Другими словами, оборудование 202 для регистрации движения служит для проведения описанного выше этапа 102 способа. Кроме того, устройство 200 имеет соединенное с оборудованием 202 для регистрации движения оборудование 204 для выбора, которое адаптировано, чтобы выбирать из множества заложенных в базу 205 данных цифровых образцов движения компьютерной модели по меньшей мере один цифровой сегмент образца движения, соответствующий обнаруженному переходу движения (Δx[i], Δy[i], Δz[i]), при этом выбранный сегмент образца движения компьютерной модели с достаточно высокой вероятностью приводит, начиная от начального состояния движения (x[i-1], y[i-1], z[i-1]), к конечному состоянию движения (x[i], y[i], z[i]) конкретно рассматриваемого интервала i времени. Другими словами, оборудование 204 для выбора служит для проведения описанного выше этапа 104 способа. Кроме того, в рамках устройства 200 предусмотрено соединенное с оборудованием 204 для выбора оборудование 206 для реконструкции, которое выполнено, чтобы реконструировать отображение движения объекта для рассматриваемого интервала i времени с применением начального состояния движения (x[i-1], y[i-1], z[i-1]) и выбранного цифрового сегмента образца движения. Другими словами, оборудование 206 для реконструкции служит для проведения описанного выше этапа 106 способа. При этом отображение реального движения может реконструироваться из одного или из множества следующих друг за другом цифровых сегментов образца движения из базы 205 данных и, например, воспроизводиться при помощи соответствующего устройства индикации.

При помощи фиг. 3 поясняется, как может выполняться регистрация реального перехода движения или же реального движения при помощи находящихся на объекте маркеров положения.

На фиг. 3 показан объект 302 в форме схематизированного человека. На различных опорных точках движения объекта 302 находятся маркеры 304 положения, которые служат для определения пространственных положений различных опорных точек движения. Согласно одному варианту выполнения маркерами 304 положения могут быть, в частности, основанные на радиосвязи маркеры положения, посылающие локализирующие радиосигналы 306, которые могут приниматься по меньшей мере одной или же несколькими приемными антеннами 308. При этом согласно некоторым вариантам выполнения локализирующие сигналы 306 могут непосредственно содержать географические координаты отдельных радиочастотных маркеров 304. В других вариантах выполнения индивидуальные географические положения радиочастотных маркеров 304 могут также определяться при помощи других способов, например, триангуляции при помощи измерения времени прохождения сигнала или аналогичных. При этом данные о положении могут определяться основанными на фрейме, то есть, на отдельный кадр (примерно 1/24 секунды) зарегистрированного движения. Для этого, например, приемник 310 на основании измерений угла и/и