[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

说明书

本发明公开了一种支持多源异构动捕设备的虚拟人驱动方法与系统，属于计算机应用领域，解决现有技术通常针对某型的动捕设备进行专用的数据采集与虚拟人驱动，不支持新增的动捕设备，尤其是具有不同拓扑结构的新设备，从而造成兼容性较低的问题。本发明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；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；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；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；基于全身姿态数据对虚拟数字人进行运动驱动。本发明用于虚拟人驱动。

技术领域

一种支持多源异构动捕设备的虚拟人驱动方法与系统，用于虚拟人驱动，属于计算机应用领域。

背景技术

使用动作捕捉设备采集人体运动数据来驱动真实人的数字替身，让虚拟数字人模仿真实人进行高逼真的运动模仿，广泛应用在人机工效分析、人体运动分析、动画/影视制作等工业、科研、娱乐领域，具有极高的应用价值。动作捕捉设备种类繁多、技术原理各有优劣。根据技术原理主要可以分为机械式、电磁式、光学式、惯性式几种；根据主要捕获对象主要可以分为：用于捕捉手部运动的数据手套、用于捕捉眼球运动的眼动仪、用于捕捉表情的面部捕捉设备系统，以及用于捕捉躯干及四肢运动的动捕衣等。

在实际应用中，通常需要获取人体全身多个部位的运动信息，如眼球视向、面部表情、手部手势、躯干及四肢姿态等，采用单一的捕捉设备难以满足此要求，而需要多个设备协同完成；另外，应用软件应尽不受限于具体的动捕设备，这要求应用软件能够兼容多种类型的动捕设备。由于这些设备来自不同厂商、采用不同的技术原理、拥有不同的骨架拓扑结构，形成了多源异构的特点，因此，现有技术存在如下技术问题：

1、现有技术通常针对某型的动捕设备(指某一类型动捕设备)进行专用的数据采集与虚拟人驱动，不支持新增的动捕设备，尤其是具有不同拓扑结构的新设备，从而造成兼容性较低的问题；

2、现有技术是基于某型的动捕设备进行虚拟人运动驱动，无法同时采集全身多个部位的运动数据，即难以应付复杂应用场景。例如CN110176062A-一种基于运动捕捉数据的虚拟人体的控制方法，仅仅使用光学式动捕设备采集人体主要关节的运动数据，难以同时捕获眼球、手势等细微动作。

发明内容

针对上述研究的问题，本发明的目的在于提供一种支持多源异构动捕设备的虚拟人驱动方法与系统，解决现有技术通常针对某型的动捕设备进行专用的数据采集与虚拟人驱动，不支持新增的动捕设备，尤其是具有不同拓扑结构的新设备，从而造成兼容性较低的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种支持多源异构动捕设备的虚拟人驱动方法，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。

进一步，所述步骤S1的具体步骤为：

S11、获取目标骨架和源骨架