基于多规则的交互手势运动轨迹分割方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103413137 A (43)申请公布日 2013.11.27 CN 103413137 A *CN103413137A* (21)申请号 201310335820.1 (22)申请日 2013.08.05 G06K 9/46(2006.01) G06T 7/20(2006.01) (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路 866 号 (72)发明人 丁杨子 万华根 (74)专利代理机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 代理人 周烽 (54) 发明名称 基于多规则的交互手势运动轨迹分割方法 (57) 摘要 本发明公开了一种基。

2、于多规则的交互手势运 动轨迹分割方法， 该方法首先用摄像机拍摄手持 光笔的用户的交互手势的视频， 然后用 Camshift 方法提取手势的运动轨迹点， 再将运动轨迹点参 数化表示， 并设定约束条件， 定义分割规则， 最后 使用贪心策略将轨迹点分割符合规则的区间 ： 本 发明可以根据不同类型的交互手势运动提供不同 的分割方法， 并且采用贪心策略， 使结果更准确， 效率更高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103413137 A C。

3、N 103413137 A *CN103413137A* 1/2 页 2 1. 一种基于多规则的交互手势运动轨迹分割方法， 其特征在于， 该方法包括以下步骤。 （1） 用摄像机拍摄手持光笔的用户的交互手势的视频 ： 所述光笔由笔头部固定一个发 光装置组成。 （2） 用 Camshift 方法提取手势的运动轨迹点 ： 分析视频， 将用户的交互手势的运动轨 迹点从视频中提取出来， 该步骤通过以下子步骤来实现 ： （2.1） 整个视频作为搜寻区域。 （2.2） 选取首帧的光笔发光位置的区域作为初始化的 Search window。 （2.3） 计算 Search window 内在 HSV 色彩空间。

4、下的彩色概率分布。 （2.4） 运行 Meanshift 算法， 获得新的 Search window 的位置和大小。 （2.5） 在下一帧视频图像中， 用 2.3 获得的值初始化 Search Window 的位置和大小。 （2.6） 跳转到步骤 2.3， 继续运行， 直到视频末帧。 （2.7） 计算每帧图像中 Search Window 的中心点的位置， 该位置就作为运动的轨迹点。 将所有的点提取到同一空间中， 就获得完整的运动轨迹点。 （3） 将运动轨迹点参数化表示， 该步骤通过以下子步骤来实现 ： （3.1） 建立一个空间坐标系。若是摄像机捕捉到的运动轨迹信息是 3D 的， 那就对应建。

5、 立三维坐标系 ； 若摄像机捕捉的运动轨迹信息是 2D 的， 同理建立三维坐标系， 默认将原点 设在左下角处。 （3.2） 将轨迹点对应到坐标系中， 每个轨迹点获取一个位置信息的坐标。 （3.3）这轨迹点中， 设定有 N 个点， 依次表示为 ： P1（x1,y1,z1） 、 P2（x2,y2,z2） 、 P3 （x3,y3,z3） Pn（xn,yn,zn） 。定义 P1（x1,y1,z1） 表示起始点， Pn（xn,yn,zn） 表示结束点。 对于任意一个点 Pi， 在三维坐标系中， 其坐标为 Pi（xi,yi,zi） 。Pi与相邻的点 Pi+1的连成的 线段为 PiPi+1， 将向量 P1P。

6、2作PiPi+1记作长度分别为计算 和 之间的夹角， 记作 Pi的向量夹角， N 为自然数。 通过计算两个向量的夹角的余弦值， 获得对应的角度大小 ： 其中， 为向量 （x1,y1,z1） ， 为向量 （x2,y2,z2） ， 两个向量之间的夹角的余弦值为 设置 Pi点的瞬时速度为 PiPi+1段的平均速度， Speedi=|PiPi+1|/0.125 ； （3.4） 从起点开始， 逐个输入每个轨迹点的位置信息坐标。 （3.5） 将轨迹点颜色设定为白色， 将轨迹点展示到窗口的坐标系中， 并且计算和每个坐 标点相关的向量夹角大小。 （4） 设定约束条件， 定义分割规则 ： 可以采用轨迹点的瞬时速。

7、度、 向量夹角或者向量夹 角与瞬时速度结合作为约束条件 ： 采用轨迹点的瞬时速度为约束条件时， 将区间内第一个 点的瞬时速度作为参照， 将随后速度变化在设定幅度阈值内的连续点分割到同一分割区 间 ； 采用向量夹角为约束条件时， 以分割区间内第一个点和第二个点轨迹的向量夹角作为 权 利 要 求 书 CN 103413137 A 2 2/2 页 3 参照， 将随后轨迹点的向量夹角变化在设定阈值内并且满足角度单调变化的连续点分割到 同一区间 ； 采用向量夹角与瞬时速度结合为约束条件时， 一个分割区间需要同时满足向量 夹角的变化条件以及瞬时速度的变化条件。 （5） 设定好分割规则， 使用贪心策略将轨迹。

8、点分割符合规则的区间 ： 当步骤 4 采用瞬时速度作为约束条件定义分割规则时， 分割的过程如下 ： （A） 、 从轨迹的起点开始， 以第一个轨迹点 Pi的瞬时速度作为参照， 作为一个分割区间 的起点， 同时设定 i=2。 （B） 、 分析轨迹点 Pi的速度变化是否在设定的幅度阈值变化范围内 ： 若是该轨迹点的瞬时速度满足约束条件， 将其加入到目前的分割区间， 同时 i=i+1， 跳 转到步骤 B。 若是该点瞬时速度在设定的阈值范围之外， 不满足约束条件， 则将该轨迹点 Pi作为新 的一个分割区间的起点， 将Pi的瞬时速度作为新的参照点， 而前一个轨迹点Pi-1作为上一个 分割区间的终点。若是前。

9、一轨迹点为白色型轨迹， 则设定新的这个分割起点及其后面的所 有轨迹点为剖面线型轨迹 ； 若是前一轨迹点为剖面线型轨迹， 则设定新的这个分割起点及 其后面的所有轨迹点为白色型轨迹。同时 i=i+1， 跳转到步骤 B。 （C） 、 执行上述步骤， 直到到达轨迹终点。 当步骤 4 采用向量夹角作为约束条件定义分割规则时， 分割的过程如下 ： （a） 、 从轨迹起点开始， 将向量P1P2作为起始的参照向量第一个轨迹点作为一个分割 区间的起点， 同时定义 i=2。 （b） 、 计算轨迹点 Pi的向量夹角， Pi的向量夹角即向量 与向量 PiPi+1的夹角。通过计 算该向量夹角的余弦值， 获得对应的角度大。

10、小。 （c） 、 分析轨迹点 Pi是否符合分割规则。其向量夹角是否在设定的阈值变化范围内， 并 且需要满足单调变化。 若是该轨迹点的向量夹角满足约束条件， 并且向量夹角的值与目前分割区域中先前的 角度保持单调递增或者单调递减的， 那么将其加入到目前的分割区间， 同时 i=i+1， 跳转到 步骤 b。 若是该轨迹点的向量夹角超出了阈值范围、 或向量夹角仍在阈值范围内， 但是与该分 割区域内角度不满足单调变化的， 即不满足约束条件， 将该轨迹点 Pi作为新的一个分割区 间的起点， 设定 PiPi+1新的分割区间的参照向量而前一个轨迹点 Pi-1作为上一个分割区 间的终点。若是前一轨迹点 Pi-1为。

11、白色型轨迹， 则设定新的这个分割起点 Pi及其后面的所 有轨迹点为剖面线型轨迹 ； 若是前一轨迹点 Pi-1为剖面线型轨迹， 则设定新的这个分割起 点 Pi及其后面的所有轨迹点为白色型轨迹。接着 i=i+1， 跳转到步骤 b。 （d） 执行上述步骤， 直到到达轨迹终点。 权 利 要 求 书 CN 103413137 A 3 1/6 页 4 基于多规则的交互手势运动轨迹分割方法 技术领域 0001 本发明涉及计算机视觉领域， 尤其涉及一种基于多规则的交互手势运动轨迹分割 方法。 背景技术 0002 目前， 国内外已经研究出了一些基于交互手势的运动轨迹的分割方法。 但是， 大多 数方法的实现要以简。

12、单的背景或者要求手势者带有特殊颜色的手套为前提， 给人机交互增 加了一定的限制。基于 kinect 的交互手势分割方法没有上述这些限制， 已经比较成熟， 但 kinect 设备成本较高， 难以应用到普通用户。 发明内容 0003 本发明的目的在于针对现有技术的不足， 提供一种基于多规则的交互手势运动轨 迹分割方法， 以克服现有技术的复杂限制， 并缩减成本。 0004 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的 ： 一种基于多规则的交互手势运动轨 迹分割方法， 该方法包括以下步骤。 0005 （1） 用摄像机拍摄手持光笔的用户的交互手势的视频 ： 所述光笔由笔头部固定一 个发光装置组成。 0006 。

13、（2） 用 Camshift 方法提取手势的运动轨迹点 ： 分析视频， 将用户的交互手势的运 动轨迹点从视频中提取出来， 该步骤通过以下子步骤来实现 ： 0007 （2.1） 整个视频作为搜寻区域。 0008 （2.2） 选取首帧的光笔发光位置的区域作为初始化的 Search window。 0009 （2.3） 计算 Search window 内在 HSV 色彩空间下的彩色概率分布。 0010 （2.4） 运行 Meanshift 算法， 获得新的 Search window 的位置和大小。 0011 （2.5） 在下一帧视频图像中， 用 2.3 获得的值初始化 Search Window。

14、 的位置和大 小。 0012 （2.6） 跳转到步骤 2.3， 继续运行， 直到视频末帧。 0013 （2.7） 计算每帧图像中Search Window的中心点的位置， 该位置就作为运动的轨迹 点。将所有的点提取到同一空间中， 就获得完整的运动轨迹点。 0014 （3） 将运动轨迹点参数化表示， 该步骤通过以下子步骤来实现 ： 0015 （3.1） 建立一个空间坐标系。若是摄像机捕捉到的运动轨迹信息是 3D 的， 那就对 应建立三维坐标系 ； 若摄像机捕捉的运动轨迹信息是 2D 的， 同理建立三维坐标系， 默认将 原点设在左下角处。 0016 （3.2） 将轨迹点对应到坐标系中， 每个轨迹点。

15、获取一个位置信息的坐标。 0017 （3.3）这轨迹点中， 设定有 N 个点， 依次表示为 ： P1（x1,y1,z1） 、 P2（x2,y2,z2） 、 P3 （x3,y3,z3） Pn（xn,yn,zn） 。定义 P1（x1,y1,z1） 表示起始点， Pn（xn,yn,zn） 表示结束点。 对于任意一个点 Pi， 在三维坐标系中， 其坐标为 Pi（xi,yi,zi） 。Pi与相邻的点 Pi+1的连成的 说 明 书 CN 103413137 A 4 2/6 页 5 线段为 PiPi+1， 将向量 P1P2作PiPi+1记作长度分别为计算 和 之间的夹角， 记作 Pi的向量夹角， N 为自然。

16、数。 0018 通过计算两个向量的夹角的余弦值， 获得对应的角度大小 ： 0019 0020 其中， 为向量 （x1,y1,z1） ， 为向量 （x2,y2,z2） ， 两个向量之间的夹角的余弦值为 0021 设置 Pi点的瞬时速度为 PiPi+1段的平均速度， 0022 Speedi=|PiPi+1|/0.125 ； 0023 （3.4） 从起点开始， 逐个输入每个轨迹点的位置信息坐标。 0024 （3.5） 将轨迹点颜色设定为白色， 将轨迹点展示到窗口的坐标系中， 并且计算和每 个坐标点相关的向量夹角大小。 0025 （4） 设定约束条件， 定义分割规则 ： 可以采用轨迹点的瞬时速度、 向。

17、量夹角或者向 量夹角与瞬时速度结合作为约束条件 ： 采用轨迹点的瞬时速度为约束条件时， 将区间内第 一个点的瞬时速度作为参照， 将随后速度变化在设定幅度阈值内的连续点分割到同一分割 区间 ； 采用向量夹角为约束条件时， 以分割区间内第一个点和第二个点轨迹的向量夹角作 为参照， 将随后轨迹点的向量夹角变化在设定阈值内并且满足角度单调变化的连续点分割 到同一区间 ； 采用向量夹角与瞬时速度结合为约束条件时， 一个分割区间需要同时满足向 量夹角的变化条件以及瞬时速度的变化条件。 0026 （5） 设定好分割规则， 使用贪心策略将轨迹点分割符合规则的区间 ： 0027 当步骤 4 采用瞬时速度作为约束。

18、条件定义分割规则时， 分割的过程如下 ： 0028 （A） 、 从轨迹的起点开始， 以第一个轨迹点 Pi的瞬时速度作为参照， 作为一个分割 区间的起点， 同时设定 i=2。 0029 （B） 、 分析轨迹点 Pi的速度变化是否在设定的幅度阈值变化范围内 ： 0030 若是该轨迹点的瞬时速度满足约束条件， 将其加入到目前的分割区间， 同时 i=i+1， 跳转到步骤 B。 0031 若是该点瞬时速度在设定的阈值范围之外， 不满足约束条件， 则将该轨迹点 Pi作 为新的一个分割区间的起点， 将Pi的瞬时速度作为新的参照点， 而前一个轨迹点Pi-1作为上 一个分割区间的终点。若是前一轨迹点为白色型轨迹。

19、， 则设定新的这个分割起点及其后面 的所有轨迹点为剖面线型轨迹 ； 若是前一轨迹点为剖面线型轨迹， 则设定新的这个分割起 点及其后面的所有轨迹点为白色型轨迹。同时 i=i+1， 跳转到步骤 B。 0032 （C） 、 执行上述步骤， 直到到达轨迹终点。 0033 当步骤 4 采用向量夹角作为约束条件定义分割规则时， 分割的过程如下 ： 0034 （a） 、 从轨迹起点开始， 将向量P1P2作为起始的参照向量第一个轨迹点作为一个 分割区间的起点， 同时定义 i=2。 0035 （b） 、 计算轨迹点 Pi的向量夹角， Pi的向量夹角即向量 与向量 PiPi+1的夹角。通 过计算该向量夹角的余弦值。

20、， 获得对应的角度大小。 说 明 书 CN 103413137 A 5 3/6 页 6 0036 （c） 、 分析轨迹点 Pi是否符合分割规则。其向量夹角是否在设定的阈值变化范围 内， 并且需要满足单调变化。 0037 若是该轨迹点的向量夹角满足约束条件， 并且向量夹角的值与目前分割区域中先 前的角度保持单调递增或者单调递减的， 那么将其加入到目前的分割区间， 同时 i=i+1， 跳 转到步骤 b。 0038 若是该轨迹点的向量夹角超出了阈值范围、 或向量夹角仍在阈值范围内， 但是与 该分割区域内角度不满足单调变化的， 即不满足约束条件， 将该轨迹点 Pi作为新的一个分 割区间的起点， 设定 。

21、PiPi+1新的分割区间的参照向量而前一个轨迹点 Pi-1作为上一个分 割区间的终点。若是前一轨迹点 Pi-1为白色型轨迹， 则设定新的这个分割起点 Pi及其后面 的所有轨迹点为剖面线型轨迹 ； 若是前一轨迹点 Pi-1为剖面线型轨迹， 则设定新的这个分 割起点 Pi及其后面的所有轨迹点为白色型轨迹。接着 i=i+1， 跳转到步骤 b。 0039 （d） 执行上述步骤， 直到到达轨迹终点。 0040 本发明的有益效果是 ： 本发明可以根据不同类型的交互手势运动提供不同的分割 方法， 并且采用贪心策略， 使结果更准确， 效率更高。 附图说明 0041 图 1 是使用的光笔的外形示意图 ； 004。

22、2 图 2 是 Camshift 方法分析得到的运动轨迹点的结果示意图 ； 0043 图 3 是根据规则和参数阈值设定后完成的分割结果示意图 ； 0044 图 4 是运动轨迹捕捉、 提取识别的步骤示意图。 具体实施方式 0045 以下结合附图对本发明作进一步说明。 0046 本发明基于多规则的交互手势运动轨迹分割方法， 分为以下几个具体步骤完成。 0047 1、 用摄像机拍摄手持光笔的用户的交互手势的视频。 0048 本发明使用设计简易的光笔， 光笔如图 1 所示， ， 即在普通的笔头部加上一个发光 装置。 用户都有握笔的习惯， 在使用该构造的笔时也将使用常规握笔姿势进行操作， 并且成 本较低。

23、。 本发明在进行分割步骤前， 涉及到采集并且分析用户的交互手势的视频， 采集视频 的设备可以是连接着电脑的数码摄像机 PCcamera， 或者数码相机。 0049 2、 用 Camshift 方法提取手势的运动轨迹点。 0050 该部分内容是分析视频， 将用户的交互手势的运动轨迹点从视频中提取出来， 该 步骤流程如图 4 所示。 0051 2.1、 整个视频作为搜寻区域。 0052 2.2、 选取首帧的光笔发光位置的区域作为初始化的 Search window。 0053 2.3、 计算 Search window 内在 HSV 色彩空间下的彩色概率分布。 0054 2.4、 运行 Means。

24、hift 算法， 获得新的 Search window 的位置和大小。 0055 2.5、 在下一帧视频图像中， 用2.3获得的值初始化Search Window的位置和大小。 0056 2.6、 跳转到步骤 2.3， 继续运行， 直到视频末帧。 0057 2.7、 计算每帧图像中 Search Window 的中心点的位置， 该位置就作为运动的轨迹 说 明 书 CN 103413137 A 6 4/6 页 7 点。将所有的点提取到同一空间中， 就获得完整的运动轨迹点， 结果如图 2 所示。 0058 上述 2.3-2.6 的过程， 在 OpenCV 库中， 直接调用 Cmashift 算法的。

25、函数即可完成。 该函数为 cvCamShift （） ， 只需输入 Search Window 的初始值和 Search window 内在 HSV 色 彩空间下的彩色概率分布， 即可得到结果 ： 每帧图像的 Search window。 0059 步骤 1 和 2 的流程如图 4 所示。 0060 3、 将运动轨迹点参数化表示。 0061 采集到的运动轨迹是离散的点， 如果不能将轨迹点进行区分， 将严重影响后续的 分割工作。通过建立空间坐标系， 赋予轨迹点参数信息， 对后续的分割其重要作用。本分割 方法所需要的信息分为轨迹点的空间位置信息、 轨迹点的时间信息。具体参数化过程如以 下步骤。 0。

26、062 3.1、 建立一个空间坐标系。若是摄像机捕捉到的运动轨迹信息是 3D 的， 那就对应 建立三维坐标系 ； 若摄像机捕捉的运动轨迹信息是 2D 的， 同理建立三维坐标系。默认将原 点设在左下角处。 0063 3.2、 将轨迹点对应到坐标系中， 每个轨迹点获取一个位置信息的坐标。 0064 3.3、 这轨迹点中， 设定有 N 个点， 依次表示为 ： P1（x1,y1,z1） 、 P2（x2,y2,z2） 、 P3 （x3,y3,z3） Pn（xn,yn,zn） 。定义 P1（x1,y1,z1） 表示起始点， Pn（xn,yn,zn） 表示结束点。 对于任意一个点 Pi， 在三维坐标系中， 。

27、其坐标为 Pi（xi,yi,zi） 。Pi与相邻的点 Pi+1的连成的 线段为 PiPi+1， 将向量 P1P2作PiPi+1记作长度分别为计算 和 之间的夹角， 记作 Pi的向量夹角。 0065 通过计算两个向量的夹角的余弦值， 获得对应的角度大小 ： 0066 0067 其中， 为向量 （x1,y1,z1） ， 为向量 （x2,y2,z2） ， 两个向量之间的夹角的余弦值为 0068 默认的 PCcamera 每秒拍摄 8 帧， 所以每帧的间隔为 0.125 秒， 每两个轨迹点的时 间差也是 0.125 秒。设置 Pi点的瞬时速度为 PiPi+1段的平均速度 ： 0069 Speedi=|。

28、PiPi+1|/0.125。 0070 3.4、 从起点开始， 逐个输入每个轨迹点的位置信息坐标。 0071 3.5、 将轨迹点颜色设定为白色， 将轨迹点展示到窗口的坐标系中， 并且计算和每 个坐标点相关的向量夹角大小。 0072 4、 设定约束条件， 定义分割规则。 0073 获取运动轨迹点的参数信息之后， 就需要根据这些参数信息对运动轨迹进行区间 的分割。 0074 通过设定各个参数的阈值制定约束条件， 来确定每次分割的规则， 使每个分割区 间都在参数的阈值范围内。 0075 在步骤 3 中， 已获取到轨迹点的坐标信息、 轨迹点的瞬时速度以及其相关的向量 夹角信息。 说 明 书 CN 10。

29、3413137 A 7 5/6 页 8 0076 根据交互手势的不同特点， 选择不同的约束条件。 0077 若交互手势的运动方向变化比较大、 轨迹比较弯曲时， 采用轨迹点的设定瞬时速 度作为约束条件。将区间内第一个点的瞬时速度作为参照， 将随后速度变化在以某一幅度 阈值内 （默认为 30%， 也可以由用户自行设定） 的连续点分割到同一分割区间。 0078 若是交互手势运动幅度较大， 方向变化较少， 可使用向量夹角或者向量夹角与瞬 时速度结合作为约束条件。以分割区间内第一个点和第二个点轨迹的向量夹角作为参照， 设定随后轨迹点的向量夹角变化在某一幅度阈值 （默认一个分割区间的向量夹角变化在 0， 。

30、90 ， 用户可自行设定） 内， 并且满足角度单调变化， 则分割到同一区间。若是使用 向量夹角变化以及瞬时速度同时作为约束条件， 那么一个分割区间需要同时满足向量夹角 的变化条件以及瞬时速度的变化条件。 0079 该方法的一个优点就是在同一框架下， 可以根据不同交互手势的运动特点， 设定 不同的分割方法。 0080 5. 设定好分割规则， 使用贪心策略将轨迹点分割符合规则的区间。 0081 设定完成规则之后， 就可以对运动轨迹进行分割计算， 本方法使用贪心策略进行 分割的实现。 0082 通过交互手势的特点选择约束条件， 确定约束条件的方法在步骤 4 中已详细说 明。 0083 若交互手势的运。

31、动方向变化比较大、 轨迹比较弯曲时， 采用瞬时速度作为约束条 件， 分割的过程如下 ： 0084 A） 、 从轨迹的起点开始， 以第一个轨迹点 Pi的瞬时速度作为参照， 作为一个分割区 间的起点， 同时设定 i=2。 0085 B） 、 分析轨迹点 Pi的速度变化是否在设定的幅度 （默认为在参照点的瞬时速度增 减幅度 30% 内） 变化范围内 ； 0086 若是该轨迹点的瞬时速度满足约束条件， 将其加入到目前的分割区间， 同时 i=i+1， 跳转到步骤 B。 0087 若是该点瞬时速度在设定的阈值范围之外， 不满足约束条件， 则将该轨迹点 Pi作 为新的一个分割区间的起点， 将Pi的瞬时速度作。

32、为新的参照点， 而前一个轨迹点Pi-1作为上 一个分割区间的终点。若是前一轨迹点为白色型轨迹， 则设定新的这个分割起点及其后面 的所有轨迹点为剖面线型轨迹 ； 若是前一轨迹点为剖面线型轨迹， 则设定新的这个分割起 点及其后面的所有轨迹点为白色型轨迹。同时 i=i+1， 跳转到步骤 B。 0088 C） 、 执行上述步骤， 直到到达轨迹终点。 0089 若交互手势运动幅度较大， 方向变化较少， 可采用轨迹点相关连的向量夹角作为 约束条件定义分割规则， 分割的过程如下 ： 0090 a） 、 从轨迹起点开始， 将向量 P1P2作为起始的参照向量第一个轨迹点作为一个 分割区间的起点， 同时定义 i=。

33、2。 0091 b） 、 计算轨迹点 Pi的向量夹角， Pi的向量夹角即向量 与向量 PiPi+1的夹角。通过 计算该向量夹角的余弦值， 获得对应的角度大小。 0092 c） 、 分析轨迹点 Pi是否符合分割规则。其向量夹角是否在设定的幅度 （默认一个 分割区间的向量夹角变化在 0 ,90 变化范围内， 并且需要满足单调变化。 说 明 书 CN 103413137 A 8 6/6 页 9 0093 若是该轨迹点的向量夹角满足约束条件， 并且向量夹角的值与目前分割区域中先 前的角度保持单调递增或者单调递减的， 那么将其加入到目前的分割区间， 同时 i=i+1， 跳 转到步骤 b。 0094 若是。

34、该轨迹点的向量夹角超出了阈值范围、 或向量夹角仍在阈值范围内， 但是与 该分割区域内角度不满足单调变化的， 即不满足约束条件， 将该轨迹点 Pi作为新的一个分 割区间的起点， 设定 PiPi+1新的分割区间的参照向量而前一个轨迹点 Pi-1作为上一个分 割区间的终点。若是前一轨迹点 Pi-1为白色型轨迹， 则设定新的这个分割起点 Pi及其后面 的所有轨迹点为剖面线型轨迹 ； 若是前一轨迹点 Pi-1为剖面线型轨迹， 则设定新的这个分 割起点 Pi及其后面的所有轨迹点为白色型轨迹。接着 i=i+1， 跳转到步骤 b。 0095 d） 执行上述步骤， 直到到达轨迹终点。 0096 以图 2 的运动。

35、轨迹点作为实例， 该轨迹运动幅度较大、 方向变化小， 使用向量夹角 的约束条件， 将向量夹角变化0,90作为阈值幅度， 并且需要满足角度单调变化作为 分割规则， 其对应的步骤 4 和步骤 5 的流程如下 ： 0097 a） 起点向量为 P1（x1,y1,z1） ， 作为第一个分割区间的起点， 将向量 P1P2记作参照向 量设定 i=2。 0098 b） 设定 PiPi+1记作 0099 0100 c） 计算轨迹点 Pi的向量夹角的余弦值。 0101 d） 计算得到 Pi的向量夹角的余弦值， 换算得到向量夹角的角度。 0102 若该夹角大小在 0 ,90 之内， 并且该夹角与该分割区间中先前轨迹。

36、点的向 量夹角构成递增或者递减的关系， 那么Pi符合分割规则， 将Pi加入到目前的分割区间中， 设 定 i=i+1， 并且跳转到步骤 b。 0103 若不符合分割规则， Pi作为新的分割区间的起点， 将PiPi+1的作为新的参照向量 而 Pi-1作为上一个分割区间的终点。若是 Pi-1之前的点是剖面线型的点轨迹， 则将 Pi-1之后 的点全部标记为白色型 ； 若 Pi之前的点是白色型， 则将 Pi之后的点全部标记为剖面线型的 点轨迹。同时设置 i=i+1， 接着跳转到步骤 b。 0104 e） 轨迹点的最后一个点作为终点， 此时将轨迹点分割成了白色轨迹、 剖面线型轨 迹相间的分割区间， 结果如图 3 所示。 说 明 书 CN 103413137 A 9 1/2 页 10 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103413137 A 10 2/2 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 103413137 A 11 。