[发明专利]基于运动捕捉的面肌三维运动测量设备

权利要求书

1.一种基于运动捕捉的面肌三维运动测量设备，包括固定头架和运动捕捉装置，所述固定头架通过被测对象的头颅的多个骨性支点在所述头颅上进行固定，所述运动捕捉装置包括多台运动捕捉摄像机，并设置在被测对象的面部前方，用于捕捉所述面部上的各个面部运动观察点与所述固定头架的相对关系，并根据所述相对关系计算面肌静态参数和面部运动观察点的动态参数。

2.根据权利要求1所述的基于运动捕捉的面肌三维运动测量设备，其中所述固定头架包括头架支撑固定结构，所述头架支撑固定结构上形成有供所述运动捕捉装置捕捉的用于定义面部坐标系的参照特征。

3.根据权利要求1所述的基于运动捕捉的面肌三维运动测量设备，其中所述固定头架包括头架支撑固定结构和坐标架，所述坐标架固定在所述头架支撑固定结构上，用于定义面部坐标系，并供所述运动捕捉装置捕捉。

4.根据权利要求3所述的基于运动捕捉的面肌三维运动测量设备，其中所述头架支撑固定结构包括相互拼接的矢状位头架和冠状位头架，所述冠状位头架和矢状位头架上均设有用于抵止所述头颅的骨性支点的抵止部和调整所述抵止部的调整部。

5.根据权利要求4所述的基于运动捕捉的面肌三维运动测量设备，其中所述矢状位头架的抵止部所抵止的骨性支点为枕骨突隆，所述冠状位头架的抵止部所抵止的骨性支点为颞枕部皮肤最薄处。

6.根据权利要求4所述的基于运动捕捉的面肌三维运动测量设备，其中所述坐标架包括倒T型架和三个反光球，所述倒T型架的底部固定在所述矢状位头架的前端，所述三个反光球分别固定在所述倒T型架的三个架杆端点，定义以所述三个反光球为参照的面部坐标系，并供所述运动捕捉装置捕捉。

7.根据权利要求4所述的基于运动捕捉的面肌三维运动测量设备，其中所述坐标架包括倒T型架和三个自发光装置，所述倒T型架的底部固定在所述矢状位头架的前端，所述三个自发光装置分别固定在所述倒T型架的三个架杆端点，定义以所述三个自发光装置为参照的面部坐标系，并供所述运动捕捉装置捕捉。

8.根据权利要求2～7任一所述的基于运动捕捉的面肌三维运动测量设备，其中所述运动捕捉装置还包括摄像机调节支架，用于对所述多台运动捕捉摄像机进行至少一个方向上的调节，使所述面部上的各个面部运动观察点能够被至少三台运动捕捉摄像机捕捉。

9.根据权利要求8所述的基于运动捕捉的面肌三维运动测量设备，其中所述摄像机调节支架包括三角支架、伸缩杆、固定平台、垂直杆，以及多个旋转圆盘、水平臂和三轴云台，所述三角支架架设在地面上，所述伸缩杆一端固定在所述三角支架的上方，另一端与所述固定平台固定连接，通过所述伸缩杆的伸缩实现所述固定平台在竖直方向上的调节，所述垂直杆固定在所述固定平台的上端，多组旋转圆盘沿所述垂直杆的长度方向分别设置在所述垂直杆上，能够相对于所述垂直杆转动，至少一个水平臂的一端固定在所述旋转圆盘上，能够随所述旋转圆盘转动到预设角度，至少一个三轴云台安装在所述水平臂上，所述多台运动捕捉摄像机分别设置在水平臂上的多个三轴云台上。

10.根据权利要求9所述的基于运动捕捉的面肌三维运动测量设备，其中在所述垂直杆两侧的多个三轴云台呈对称“L”型。

11.根据权利要求8所述的基于运动捕捉的面肌三维运动测量设备，其中还包括多路同步控制器，与所述多台运动捕捉摄像机进行通信连接，通过所述多路同步控制器的控制来确保所述面部上的各个面部运动观察点能够被至少三台运动捕捉摄像机捕捉。

12.根据权利要求1所述的基于运动捕捉的面肌三维运动测量设备，其中所述运动捕捉摄像机为近红外电荷耦合元件摄像机。

13.根据权利要求12所述的基于运动捕捉的面肌三维运动测量设备，其中所述运动捕捉摄像机还自带有红外光LED光源。

14.根据权利要求11所述的基于运动捕捉的面肌三维运动测量设备，其中还包括以太网交换机和数据处理平台，所述多路同步控制器与所述以太网交换机连接，所述以太网交换机连接到所述数据处理平台，所述多路同步控制器将由所述运动捕捉摄像机捕捉到的光信号转换的电信号通过所述以太网交换机传送到所述数据处理平台进行面部三维动态图像重建和面部运动分析。