用于多个手指的动作捕捉方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开用于多个手指的动作捕捉方法及装置。该方法包括以下步骤：在真实手张开状态下，测定真实手中指尖端位置，导出真实手中指的原点，计算真实手中指长度；用虚拟手确认拇指、食指、中指及手腕的原点间的关系；计算真实手中指长度与虚拟手中指长度的比例；用确认的原点间关系和中指长度的比例计算真实手拇指、食指、手腕的原点；测定真实手拇指和食指的尖端的位置后计算真实手拇指和食指的长度；用虚拟手拇指、食指及中指的长度与真实手拇指、食指及中指的长度的比例计算真实手拇指、食指及中指的指节的长度；基于计算的真实手拇指、食指、中指的指节的长度和测定的真实手拇指、食指、中指的尖端的位置，控制虚拟手拇指、食指及中指。

Motion capture method and device for multiple fingers

【技术实现步骤摘要】
用于多个手指的动作捕捉方法及装置
本专利技术涉及用于多个手指的动作捕捉方法及装置。
技术介绍
该部分中记载的内容仅用于提供本专利技术的背景信息，并不构成现有技术。随着技术的发展，对于虚拟现实或者增强现实的关注也随之增加。虚拟现实(VirtualReality)可通过将图像、周边背景、对象全部以虚拟的图像的形式制成并展示，与此相反地，增强现实(AugmentedReality)以真实世界的实际模样为主，仅把附加信息以虚拟形式制成并展示。虚拟现实和增强现实都应该制成如同使用该技术的使用者与虚拟的对象进行互动。与此相关地，用于跟踪使用者的手势的手动作捕捉(handmotioncapture)装置的目的在于，即使在任何环境下，也能够使使用者的手被准确的识别，从而在各种环境下提供真实感受的经验。测定使用者的手指的动作并将此应用在虚拟现实或者增强现实中的技术包括在手指上附接光学测标并用照相机跟踪的系统、使用弯曲传感器、电位计等形成手套及外轮廓后测定手指动作的技术等。但是，在手指上附接光学测标并用照相机跟踪的系统需要外部照相机系统，而且具有光学测标的重叠现象及遮挡现象等问题。而且，利用弯曲传感器、电位计等形成手套及外轮廓并测定手指活动的技术，不能准确地测定手指活动，利用图像和红外线传感器时，只能测定进入视野的活动，所以具有由于手指间或者手和手指间的重叠问题导致的测定值不准确的问题。此外，还开发有各种手动作捕捉装置，如在手指上布置反射靶并照射红外线光而以此感知反射的红外线光的动作跟踪系统，使用光学式手指关节传感器、气动式气囊、气动式肌肉致动器的手接口等。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本实施例的目的在于，提供一种可以在虚拟现实或者增强现实中使用的用于多个手指的动作捕捉方法及装置。(二)技术方案根据本实施例的一方面，用于多个手指的动作捕捉方法包括以下步骤：在真实的手张开的状态下，测定所述真实的手的中指尖端的位置，导出所述真实的手的中指的原点，计算所述真实的手的中指长度；利用虚拟的手确认拇指、食指、中指及手腕的原点之间的关系；计算所述真实的手的中指长度与所述虚拟的手的中指长度的比例；利用所述确认的原点之间关系和所述中指长度的比例计算所述真实的手的拇指、食指、手腕的原点；测定所述真实的手的拇指和食指的尖端的位置后计算所述真实的手的拇指和食指的长度；利用所述虚拟手的拇指、食指及中指的长度与所述真实的手的拇指、食指及中指的长度的比例计算所述真实的手的拇指、食指及中指的指节的长度；以及以所述计算出来的真实的手的拇指、食指、中指的指节的长度和测定的所述真实的手的拇指、食指、中指的尖端的位置为基础控制所述虚拟手的拇指、食指及中指。本实施例的另一方面，用于多个手指的动作捕捉装置包括：测定部，其用于测定真实的手的拇指、食指及中指的尖端的位置；控制部，其在所述真实的手张开的状态下，根据测定的所述真实的手的中指的尖端的位置导出所述真实的手的中指的原点并计算所述真实的手的中指的长度，利用虚拟手确认拇指、食指、中指及手腕的原点之间关系，计算所述真实的手的中指长度和所述虚拟手的中指长度的比例，利用所述确认的原点之间关系和所述中指长度的比例计算所述真实的手的拇指、食指及手腕的原点，测定所述真实的手的拇指和食指的尖端的位置并计算所述真实的手的拇指和食指的长度，利用所述虚拟手的拇指、食指及中指的长度与所述真实的手的拇指、食指及中指的长度的比例来计算所述真实的手的拇指、食指及中指的指节的长度，以所述计算出来的真实的手的拇指、食指、中指的指节的长度和测定的所述真实的手的拇指、食指、中指的尖端的位置为基础控制所述虚拟手的拇指、食指及中指。(三)有益效果根据如上所述的本实施例，使用用于多个手指的动作捕捉装置在虚拟现实或者增强现实中能够更准确地与虚拟对象进行互动。附图说明图1是本揭示涉及的用于三个手指的动作捕捉方法的流程图。图2是图示作为本揭示一例的拇指、食指、中指的原点及尖端与手腕的原点的图。图3是图示根据本揭示计算真实的手的中指的原点的装置的一示例图。图4图示了本揭示涉及的用于多个手指的动作捕捉装置的结构图。具体实施方式以下参照附图对本专利技术的实施例进行详细说明如下。标注附图标记时，即使相同技术特征在不同的附图中出现，也尽可能使用了相同的附图标记。而且，还要注意，在通篇说明书中，如果认为对相关已知的技术特征和功能的具体说明可能会导致本专利技术主题不清楚，则省略其详细说明。此外，说明本专利技术时，可以使用第一、第二、a)、b)等用语。这些用语仅仅是为了区分相应技术特征与其他技术特征，并非限定其本质、次序或顺序等。贯穿说明书全文，如果一技术特征“包括”、“具备”另一技术特征，如果没有特殊地相反的记载，可理解为一技术特征还包括另一技术特征，而不应理解为一技术特征排斥另一技术特征。此外，说明书中记载的'…部'，'模块'等用语是指能够处理至少一个功能或者动作的单位，这可由硬件或者软件或者硬件及软件的结合的方式构建。在虚拟现实或者增强现实中使用者可利用各种方法与虚拟对象进行互动。使用者也可以使用工具，或者利用使用者身体直接与虚拟对象进行互动。使用者主要使用身体中的手，相比于其他身体部位，使用手时能够实现各种互动。然而，使用手时各手指可单独或者联动地活动并且进行各种运动，确认手的详细活动并将其反映在虚拟现实或者增强现实时存在很多困难。本揭示公开了用于多个手指的动作捕捉方法及装置，作为一例，下面描述用于拇指、食指及中指三个手指的动作捕捉方法及装置。图1是本揭示涉及的用于三个手指的动作捕捉方法的流程图。首先，在真实的手张开的状态下，测定所述真实的手的中指的尖端的位置，导出所述中指的原点而计算所述中指的长度(S110)。在此，手指的原点可以是手指与手掌相遇的关节的位置。图2是图示作为本揭示一例的拇指、食指、中指的原点及尖端、手腕的原点的图。具体地，图2中的(a)图示了建模后的手模型，即虚拟手的拇指的原点220、食指的原点230及中指的原点240和各自的尖端250、260及270、手腕的原点210。图2中的(b)图示了以所述虚拟手的手腕的原点210为基准的各手指的原点220、230及240，指节和尖端250、260及270。图3是图示根据本揭示计算出来的真实的手的中指的原点的装置的一示例图。图3中的(a)图示了所述装置的整体结构图，图3中的(b)只详细图示了根据本揭示计算所述真实的手的中指的原点的结构。所述装置以手背为中心可插入三个手指，即，拇指、食指及中指的尖端。传感器位于各手指的尖端，可测出以特定点为基准的相对位置。在整个手指张开的状态下，将所述中指的尖端310的位置投影到yz平面上的点被确定为所述中指的原点320。然后，所述中指的原点320与尖端310之间的计算出来的距离可成为所述中指的长度。图3以具有复杂结构的装置为例子进行了说明，但是在手指尖部附接传感器的测定方法也可以适用本揭示。重新回到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于多个手指的动作捕捉方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n在真实的手张开的状态下，测定所述真实的手的中指尖端的位置，导出所述真实的手的中指的原点，计算所述真实的手的中指长度；/n利用虚拟的手确认拇指、食指、中指及手腕的原点之间的关系；/n计算所述真实的手的中指长度与所述虚拟的手的中指长度的比例；/n利用所述确认的原点之间关系和所述中指长度的比例计算所述真实的手的拇指、食指、手腕的原点；/n测定所述真实的手的拇指和食指的尖端的位置后计算所述真实的手的拇指和食指的长度；/n利用所述虚拟手的拇指、食指及中指的长度与所述真实的手的拇指、食指及中指的长度的比例计算所述真实的手的拇指、食指及中指的指节的长度；以及/n以所述计算出来的真实的手的拇指、食指、中指的指节的长度和测定的所述真实的手的拇指、食指、中指的尖端的位置为基础控制所述虚拟手的拇指、食指及中指。/n

【技术特征摘要】
20181126 KR 10-2018-01476471.一种用于多个手指的动作捕捉方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
在真实的手张开的状态下，测定所述真实的手的中指尖端的位置，导出所述真实的手的中指的原点，计算所述真实的手的中指长度；
利用虚拟的手确认拇指、食指、中指及手腕的原点之间的关系；
计算所述真实的手的中指长度与所述虚拟的手的中指长度的比例；
利用所述确认的原点之间关系和所述中指长度的比例计算所述真实的手的拇指、食指、手腕的原点；
测定所述真实的手的拇指和食指的尖端的位置后计算所述真实的手的拇指和食指的长度；
利用所述虚拟手的拇指、食指及中指的长度与所述真实的手的拇指、食指及中指的长度的比例计算所述真实的手的拇指、食指及中指的指节的长度；以及
以所述计算出来的真实的手的拇指、食指、中指的指节的长度和测定的所述真实的手的拇指、食指、中指的尖端的位置为基础控制所述虚拟手的拇指、食指及中指。


2.如权利要求1所述的用于多个手指的动作捕捉方法，其特征在于，
所述测定的真实的手的拇指、食指及中指的尖端的位置是以特定点为基准的相对位置。


3.如权利要求1所述的用于多个手指的动作捕捉方法，其特征在于，
还包括将旋转矩阵应用于所述计算出来的真实的手的拇指的原点上的步骤。


4.如权利要求1所述的用于多个手指的动作捕捉方法，其特征在于，
在所述利用虚拟的手确认拇指、食指、中指及手腕的原点之间的关系的步骤中拇指、食指、中指及手腕的原点之间的关系是以所述虚拟手的手腕的原点为基础的长度比例。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东明，金旻徹，李柱城，刘凡材，
申请(专利权)人：财团法人实感交流人体感应研究团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR