[发明专利]一种手部动作姿态捕捉设备、方法及虚拟现实交互系统

说明书

本发明实施例提供一种手部动作姿态捕捉设备、方法及虚拟现实交互系统。所述手部动作姿态捕捉设备包括：五指半指多夹层手套、姿态采集组件、中央处理模块和数据接收器，姿态采集组件实时采集手背及五指对应骨骼的初始姿态数据，中央处理模块获取到初始姿态数据之后，对其进行处理，确定第二姿态数据，将第二姿态数据通过私有无线通信协议发送给数据接收器，数据接收器通过USB协议将数据转发给计算机终端。本发明实施例采用私有通信协议保证超低的延迟，提升了虚拟现实交互系统的性能。

技术领域

本发明实施例涉及人机交互技术领域，具体涉及一种手部动作姿态捕捉设备、方法及虚拟现实交互系统。

背景技术

虚拟现实技术是利用计算机模拟产生一个逼真的三维空间虚拟世界，通过头戴式显示器的方式，将虚拟世界的影像展现在人眼前的一项技术。这项技术涉及计算机图形学、微机电传感器学、显示技术和计算机仿真技术等技术领域。

目前用于手部动作姿态捕捉的虚拟现实交互系统主要包括用于采集手部动作姿态的动作捕捉手套和计算机终端，动作捕捉手套采用惯性传感器采集手掌和手指的姿态信息，然后将数据通过无线通信模式与计算机终端进行通信，通过手部姿态算法最终确定体验者的手部姿态。

然而，现有技术的动作捕捉手套的无线通信都是采用标准WIFI或者蓝牙协议进行数据通信，由于这些协议本身高度的标准化和协议的底层特性难以更改，使得超低延迟的无线通信无法保证，很难适应虚拟现实交互设备的超低延迟需求，当延迟无法保证时，甚至会造成虚拟现实内容的体验者眩晕不适。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种手部动作姿态捕捉设备、方法及虚拟现实交互系统。

第一方面，本发明实施例提供一种手部动作姿态捕捉设备，包括：

五指半指多夹层手套；

姿态采集组件，固定于所述手套背部夹层中；所述姿态采集组件包括第一采集组件、第二采集组件、第三采集组件、第四采集组件、第五采集组件和第六采集组件，其中所述第一采集组件位于所述手套的拇指指尖后背的夹层中，所述第二采集组件、第三采集组件、第四采集组件和第五采集组件分别位于所述手套的其他四指的第二关节背部的夹层中，所述第六采集组件位于所述手套的手背夹层中，所述姿态采集组件用于捕捉手背和五指对应骨骼的第一姿态数据；

中央处理模块，固定于所述手套的手腕背部，与所述姿态采集组件相连接，用于分别获取所述姿态采集组件捕捉的第一姿态数据，整合所述第一姿态数据，确定所述手背和五指对应骨骼的第二姿态数据，并根据预先设置的私有无线通信协议发送所述第二姿态数据；

数据接收器，包括USB数据接口，与所述中央处理模块无线连接，用于根据所述私有无线通信协议接收所述第二姿态数据，并通过所述USB数据接口将所述第二姿态数据发送至计算机终端。

第二方面，本发明实施例提供一种虚拟现实交互系统，包括：

手部动作姿态捕捉设备，用于捕捉手背和五指对应骨骼的第二姿态数据；

计算机终端，用于获取所述第二姿态数据，并根据所述第二姿态数据确定全手掌所有骨骼的手掌姿态数据，根据所述手掌姿态数据生成数字手模型；

显示器，用于接收并显示所述计算机终端生成的数字手模型。

第三方面，本发明实施例提供一种手部动作姿态捕捉方法，包括：

手部动作姿态捕捉设备捕捉手背和五指对应骨骼的第二姿态数据，并将所述第二姿态数据发送至计算机终端；

所述计算机终端根据所述第二姿态数据确定全手掌所有骨骼的手掌姿态数据，根据所述手掌姿态数据生成数字手模型，并将所述数字手模型发送至显示器；

所述显示器接收并显示所述计算机终端生成的数字手模型。