[发明专利]基于手臂动作捕捉的虚拟现实驱动方法及虚拟现实系统

说明书

本发明公开了一种基于手臂动作捕捉的虚拟现实驱动方法及虚拟现实系统，所述方法包括当人体穿戴动作捕捉系统时，初始化预设姿态以得初始位姿数据；捕捉人体的实时姿态数据，根据实时姿态数据以及初始位姿数据以手臂连杆件间变换矩阵方法确定第一手臂姿态；根据预设内置模型将所述第一手臂姿态转换为预设虚拟角色的第二手臂姿态，并根据所述第二手臂姿态驱动预设虚拟角色。本申请根据获取初始位姿数据以及实时姿态数据，并利用手臂运动链结构以连杆间变换矩阵形式确定手臂姿态数据，提高手臂动作识别的准确性。同时，基于内置模型将手臂姿态数据转换驱动3D虚拟角色运动，保证了虚拟角色和手臂空间位置与现实人物的空间位置保持一致。

技术领域

本发明涉及智能终端技术领域，特别涉及一种基于手臂动作捕捉的虚拟现实驱动方法及虚拟现实系统。

背景技术

虚拟现实(VR)，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，通过电脑等前沿技术，把原本在现实世界中无法体验到的真实与虚幻相结合。模拟仿真后再叠加，将虚幻的角色或物体叠加到真实的世界中，被人类视觉感官所感知，从而达到超越现实的体验。这样就可以将真实环境和虚幻的物体实时地叠加到同一个空间中。现有的虚拟实现普遍基于动作捕捉系统来识别人体动作，并根据人体动作对虚拟现实角色进行控制，特别是通过人体手臂动作对角色进行控制。例如，基于惯性传感器以及基于计算机视觉等方式识别人体手臂动作。但是，采用上述方式捕捉手臂动作效果不好，例如，采用基于计算机视觉的方式容易受到外界环境干扰较大，比如光照条件、背景和遮挡物等；采用基于惯性传感器的方式受测量噪声和游走误差等因素的影响，无法长时间精确的跟踪。

发明内容

本发明旨在提供一种基于手臂动作捕捉的虚拟现实驱动方法及虚拟现实系统。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于手臂动作捕捉的虚拟现实驱动方法，其包括：

当人体穿戴动作捕捉系统时，初始化预设姿态以得初始位姿数据，其中，所述初始位姿数据包括预设位姿数据及人体原始数据；

捕捉人体的实时姿态数据，根据实时姿态数据以及初始位姿数据以手臂连杆件间变换矩阵方法确定第一手臂姿态，其中，所述第一手臂姿态包括躯干关节以及手臂运动链关节；

根据预设内置模型将所述第一手臂姿态转换为预设虚拟角色的第二手臂姿态，并根据所述第二手臂姿态驱动预设虚拟角色。

所述基于手臂动作捕捉的虚拟现实驱动方法，其中，所述动作捕捉系统至少包括头显、左右手柄、左右上臂追踪器以及躯干追踪器。

所述基于手臂动作捕捉的虚拟现实驱动方法，其中，所述当人体穿戴动作捕捉系统时，初始化预设姿态以得初始位姿数据具体包括：

当人体穿戴动作捕捉系统时，捕捉人体处于预设姿态的预设位姿数据，其中，所述预设姿态包括第一姿态和第二姿态；

根据所述第一姿态对应的预设位姿数据校正预设骨骼模型；

根据所述预设位姿数据计算人体初始数据，以得到初始位姿数据。

所述基于手臂动作捕捉的虚拟现实驱动方法，其中，所述根据所述预设位姿数据计算人体初始数据，以得到初始位姿数据具体包括：

根据所述第一姿态对应的预设位姿数据计算上半身各关节的相对位置关系；

将所述第二姿态对应的预设位姿数据与所述第一姿态对应的预设位姿数据相比较来计算人体原始数据，以得到初始位姿数据。

所述基于手臂动作捕捉的虚拟现实驱动方法，其中，所述捕捉人体的实时姿态数据，根据实时姿态数据以及初始位姿数据以手臂连杆件间变换矩阵方法确定第一手臂姿态具体包括：