[发明专利]支持多源异构动捕设备的虚拟人驱动方法与系统

权利要求书

1.一种支持多源异构动捕设备的虚拟人驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、关节映射

建立待驱动虚拟数字人和基于动捕设备本身定义的骨架模型之间的关节映射表；

S2、数据采集接口定义与实现

定义标准的动捕设备的统一数据采集接口，并为每个动捕设备实现该接口；

S3、原始数据采集

基于定义的统一数据采集接口，从多个动捕设备中采集原始运动数据；

S4、数据处理

基于旋转角度和位移信息对采集到的原始运动数据进行统一处理，即得到全身姿态数据；

S5、虚拟数字人运动驱动

基于全身姿态数据对虚拟数字人进行运动驱动。

2.根据权利要求1所述的一种支持多源异构动捕设备的虚拟人驱动方法，其特征在于，所述步骤S1的具体步骤为：

S11、获取目标骨架和源骨架

使用BVH文件定义虚拟数字人的估计模型，并解析获取骨骼之间的关节关系，形成目标骨架SK_tgt；

使用BVH文件定义每个动捕设备本身定义的骨架模型，并解析获取骨骼之间的关节关系，形成源骨架其中，上标i表示第i个动捕设备；

S12、关节匹配

匹配目标骨架SK_tgt和源骨架之间的每一个相同关节；

S13、关节对齐

关节匹配后，以源骨架为参考，从源骨架的根关节开始迭代地修改目标骨架中各关节的关节角度，使目标骨架与源骨架姿态相同，记录此时目标骨架中的目标关节的旋转角度R_tgtinit、目标骨架中的目标关节的世界坐标F_tgt、对应源骨架中的源关节的世界坐标F_src；

S14、若源骨架的自由度中包含有位移信息，转到步骤S15，否则，根据步骤S13得到的结果形成第i个关节映射表；

S15、计算目标骨架SK_tgt与源骨架之间的腿长比，作为位移系数ratio_leg，并与步骤S13得到的结果形成第i个关节映射表。

3.根据权利要求2所述的一种支持多源异构动捕设备的虚拟人驱动方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤为：

S21、根据动捕设备的操作特性，抽象动捕设备的共性操作，形成包含“参数配置”、“设备打开”、“设备标定”、“数据获取”、“消息处理”和“设备关闭”操作的统一数据采集接口；

S22、使用插件的方式，为每一个拟接入应用系统的动捕设备实现统一数据采集接口。

4.根据权利要求3所述的一种支持多源异构动捕设备的虚拟人驱动方法，其特征在于，所述步骤S4的具体步骤为：

S41、根据各动捕设备采集到的原始运动数据，基于各动捕设备对应的关节映射表中对应关节之间的旋转角度变换关系，对源骨架中的每一个关节的原始运动数据进行空间变换，得到目标骨架中对应关节的旋转角度，其中，旋转角度变换关系包括目标骨架中的目标关节的旋转角度R_tgtinit、目标骨架中的目标关节的世界坐标F_tgt、对应源骨架中的源关节的世界坐标F_src；

S42、若各关节映射表中包含位移系数ratio_leg，转到步骤S43，否则，转到步骤S44；

S43、根据各关节映射表中的位移系数ratio_leg，缩放源骨架的位移数据，得到目标骨架中对应关节的位移数据，并转到步骤S44；

S44、融合所有动捕设备变换后的运动数据，得到包含多个部位运动信息的全身姿态数据。