我已经使用Microsoft Kinect设备获得了人的肩膀，肘部和手腕的坐标（数据是针对Kinect设备获取的）。
在获取坐标时，我上下移动了手臂。样本数据集可以显示如下。
7/7/2015 12:02:49 AM shoulder X -0.06475954 shoulder Y 0.266225 shoulder Z 1.414332 elbow X 0.002287441 elbow Y 0.03676218 elbow Z 1.424792 wrist X 0.1791002 wrist Y -0.06900118 wrist Z 1.455758
7/7/2015 12:02:49 AM shoulder X -0.06655618 shoulder Y 0.2654685 shoulder Z 1.413007 elbow X 0.001183244 elbow Y 0.0374795 elbow Z 1.424512 wrist X 0.1779053 wrist Y -0.06793896 wrist Z 1.4554
7/7/2015 12:02:49 AM shoulder X -0.0703955 shoulder Y 0.264899 shoulder Z 1.408783 elbow X -0.001478138 elbow Y 0.03802216 elbow Z 1.422277 wrist X 0.1769906 wrist Y -0.06481737 wrist Z 1.4514
然后，我尝试在两种情况下计算手臂的角度。
假设Z坐标是固定的（实际上是在数据集之上，采用这种假设是正确的）
假设Z坐标不固定。
我使用Java代码在以上两个条件下计算角度。
Java代码如下。
import java.io.*;
class main {
public static void main(String args[]){
try{
FileInputStream fstream = new FileInputStream("C:\\Users\\Chathu\\Desktop\\project code\\src\\output.txt");
DataInputStream in = new DataInputStream(fstream);
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
String strLine;
while ((strLine = br.readLine()) != null) {
String[] tokens = strLine.split(" ");
//time
//shoulder cordinates
double ShoulderX= Double.parseDouble(tokens[5]);
double ShoulderY= Double.parseDouble(tokens[8]);
double ShoulderZ= Double.parseDouble(tokens[11]);
//elbow cordinates
double ElbowX= Double.parseDouble(tokens[14]);
double ElbowY= Double.parseDouble(tokens[17]);
double ElbowZ= Double.parseDouble(tokens[20]);
//wrist cordinates
double WristX= Double.parseDouble(tokens[23]);
double WristY= Double.parseDouble(tokens[26]);
double WristZ= Double.parseDouble(tokens[29]);
//calculate angle if Z is fixed
double M1=((ShoulderY-ElbowY)/(ShoulderX-ElbowX));
double M2=((WristY-ElbowY)/(WristX-ElbowX));
double tanAlfa=Math.abs((M1-M2)/(1+(M1*M2)));
System.out.println("Time : "+getTimeinInt(tokens[1]));
System.out.println("2D angle: "+Math.toDegrees(Math.atan(tanAlfa)));
//calculate andgle when Z is not fixed
//Create 2 vectors
double[] u={ShoulderX-ElbowX,ShoulderY-ElbowY,ShoulderZ-ElbowZ };
double[] v={WristX-ElbowX,WristY-ElbowY,WristZ-ElbowZ };
double absu=Math.sqrt(Math.pow(u[0],2)+Math.pow(u[1],2)+Math.pow(u[2],2));
double absv=Math.sqrt(Math.pow(v[0],2)+Math.pow(v[1],2)+Math.pow(v[2],2));
double cosTheata=((dotProd(u,v))/(absu*absv));
System.out.println("3D angle: "+Math.acos(cosTheata));
}
in.close();
}catch (Exception e){
System.err.println("Error: " + e.getMessage());
}
}
public static int getTimeinInt(String time){
String[] tokens = time.split(":");
int hours = Integer.parseInt(tokens[0]);
int minutes = Integer.parseInt(tokens[1]);
int seconds = Integer.parseInt(tokens[2]);
int duration = 3600 * hours + 60 * minutes + seconds;
return duration;
}
public static double dotProd(double[] a, double[] b){
if(a.length != b.length){
throw new IllegalArgumentException("The dimensions have to be equal!");
}
double sum = 0;
for(int i = 0; i < a.length; i++){
sum += a[i] * b[i];
}
return sum;
}
}
但是，当我运行此代码并检查计算出的角度值时，在上述两个假设下，我得到的值完全不同。
前三个答案如下（答案对应于上述样本数据集）
Time : 43369
2D angle: 42.82568606638748
3D angle: 2.3907040436551847
Time : 43369
2D angle: 42.63544266854971
3D angle: 2.3947689168198463
Time : 43369
2D angle: 43.151072486090776
3D angle: 2.387883634441205
谁能帮我找到问题所在？
最佳答案
您可以使用余弦找到2条线之间的角度。
wrist = point1
elbo = point2
soulder = point3
vector1 = point1 - point2
vector2 = point1 - point3
现在，您有了从肘部分别指向手腕和肩膀的向量1和2，可以通过以下方法找到角度：
这两个向量的点积与其大小乘积之比的arccos。
有关数学的更多信息，请参见This page on Wikipedia
您拥有“ 3d角度...”的功能
您不能使用atan方法，因为您的肘部角度不是90度。
如果您知道那是为什么要寻找它？
我真的不确定“二维角度...”到底要做什么。