[发明专利]用于元宇宙的人体面部动作传感系统

说明书

本发明公开了用于元宇宙的人体面部动作传感系统，包括接触式动作采集单元、非接触式动作采集单元和分析处理单元，所述接触式动作采集单元贴合放置于人体面部并且在面部运动期间快速和重复采集，从而通过局部应变的电响应实时检测面部运动。本发明公开的用于元宇宙的人体面部动作传感系统，其通过接触式动作采集单元、非接触式动作采集单元和分析处理单元进行联动，从而获得人体面部的动作以及对应的表情，通过接触式动作采集单元进行实时接触采集，通过非接触式动作采集单元进行误差校正并且通过分析处理单元进行将接触式动作采集单元获得的压电数据进行转化为表情数据。

技术领域

本发明属于人体面部动作采集技术领域，具体涉及一种用于元宇宙的人体面部动作传感系统。

背景技术

元宇宙(Metaverse)是一个平行于现实世界运行的人造虚拟空间。在这个空间里，用户拥有自己的虚拟身份和数字资产，可以在虚拟世界里尽情互动，从事生产经营活动并创造价值。2021年3月Roblox以元宇宙的概念在纽交所上市，同年9月份Facebook宣传进军元宇宙领域，国内也有腾讯、字节跳动等知名公司开始布局元宇宙，无不意味着元宇宙的时代正在加速到来。元宇宙的发展不是单纯的虚拟世界或者互联网技术的自我迭代，更需要可穿戴智能设备以及物联网等实体技术的同步或者领先发展。

目前元宇宙中的对于人体姿态的采集都是对于像手部、腿部和整个躯干等灵活并且便于检测的部分，而对于面部的采集却很少，而面部的表情丰富多变，如果可以精确获得面部动作，则可以进行非语言交流。

因此，针对上述问题，予以进一步改进。

发明内容

本发明的主要目的在于提供用于元宇宙的人体面部动作传感系统，其通过接触式动作采集单元、非接触式动作采集单元和分析处理单元进行联动，从而获得人体面部的动作以及对应的表情，通过接触式动作采集单元进行实时接触采集，通过非接触式动作采集单元进行误差校正并且通过分析处理单元进行将接触式动作采集单元获得的压电数据进行转化为表情数据，从而进行应用，其具有检测精度高、智能化和使用方便等优点。

为达到以上目的，本发明提供一种用于元宇宙的人体面部动作传感系统，用于元宇宙的非语言交流，包括接触式动作采集单元、非接触式动作采集单元和分析处理单元，其中：

所述接触式动作采集单元贴合放置于人体面部并且在面部运动期间快速和(可)重复采集，从而通过局部应变的电响应实时检测面部运动，所述接触式动作采集单元从人体面部向外方向依次设有衬底基层、第一电极、薄膜阵列层(AlN，压电层)、第二电极和封装层，所述第一电极、所述薄膜阵列层和所述第二电极作为一个(压电)传感元件(每个接触式动作采集单元优选设有4个传感元件)；

所述非接触式动作采集单元通过使用多相机成像确定人体面部的机械应变，并且安装有所述接触式动作采集单元的人体面部位于所述非接触式动作采集单元的相机系统采集视野中时，使得每队两个相邻的相机都有一个重叠的物体视野，从而确保通过相机系统全面采集人体面部的动作，并且将采集的动作数据传输到三维图像测量单元(优选为3D-DIC)，进而准确的在三维空间中构造人体面部并且在运动过程中实时跟踪人体面部的应变场，从而获得在人体面部安装有接触式动作采集单元的区域和没有安装有接触式动作采集单元的区域在人体面部做相同动作时的应变差数据(安装有接触式动作采集单元的面部区域在动作时会由于接触式动作采集单元，是的变化的动作发生一定的变形，从而影响接触式动作采集单元输出的压电数据)；

所述分析处理单元获得接触式动作采集单元对人体面部的压电数据，并且结合从非接触式动作采集单元获得的压变差数据(做一个误差处理，以减小由于接触式动作采集单元自身安装带来的误差影响)，从而进行分析处理并且结合数据库(在测量之前可以对大多数的表情进行一个检测，从而将每个表情对应的数据进行记录，进而在后续实际测量时，直接对比数据库中的数据即可)，以获得人体面部当前动作代表的表情以及意义，进而用于非语言交流。